ครอบครัวเซครอปิน
แบบจำลองของDrosophila melanogaster Cecropin A
ตัวระบุ
เครื่องหมาย	เซครอปิน
พีแฟม	PF00272
อินเตอร์โปร	IPR000875
โปรไซต์	PDOC00241
สโคป2	1f0d / SCOPe / SUPFAM
ทีซีดีบี	1.ค.17
ซูเปอร์แฟมิลี OPM	151
โปรตีน OPM	1d9j
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่: พีดีบี   IPR000875 PF00272 ( ECOD ; PDBsum )   อัลฟาโฟลด์ IPR000875 PF00272

เซครอพินเป็น เป ปไทด์ต้านจุลชีพ^{[ 1 ] [ 2 ]}พวกมันถูกแยกได้เป็นครั้งแรกจากน้ำเหลืองของHyalophora cecropiaซึ่งเป็นที่มาของคำว่าเซครอพิน เซครอพินทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย นอกจากนี้ยังยับยั้งการดูดซึมโพรลีนและทำให้เยื่อหุ้มเซลล์รั่ว

เซครอพิน^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}ประกอบเป็นส่วนสำคัญของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดของแมลงเซครอพินเป็นโปรตีนขนาดเล็กที่มีความยาวตั้งแต่ 31 ถึง 37 กรดอะมิโน และมีฤทธิ์ต่อต้านทั้ง แบคทีเรีย แกรมบวกและแกรมลบ เซครอพินที่แยกได้จากแมลงชนิดอื่นนอกเหนือจากHyalophora cecropia (ผีเสื้อกลางคืน Cecropia) ได้รับชื่อเรียกต่างๆ กัน เช่น แบคเทอริซิดิน เลพิโดเทอริน และซาร์โคทอกซิน เปปไทด์เหล่านี้ทั้งหมดมีความสัมพันธ์กันในเชิงโครงสร้าง

สมาชิกประกอบด้วย:

เซครอปิน เอ

ลำดับเปปไทด์ (KWKLFKKIEKVGQNIRDGIIKAGPAVAVVGQATQIAK) โครงสร้างทุติยภูมิประกอบด้วยเกลียวอัลฟา 2 อัน^{[ 6 ] : 4.2} เมื่ออัตราส่วนเปปไทด์ต่อลิปิดต่ำ จะเกิด ช่องไอออนขึ้น เมื่ออัตราส่วนเปปไทด์ต่อลิปิดสูง จะเกิดรูพรุนขึ้น^{[ 7 ]}

เซครอปิน บี

ลำดับเปปไทด์ (KWKVFKKIEKMGRNIRNGIVKAGPAIAVLGEAKAL) โครงสร้างทุติยภูมิประกอบด้วยเกลียวอัลฟา 2 อัน^{[ 6 ] : 4.2}

ซีซีดี

จากAedes aegypti (ยุงไข้เหลือง) ^{[ 8 ]}

ปาปิลิโอซิน

จากPapilio xuthus (ผีเสื้อชนิดหนึ่ง) ^{[ 8 ]}

เซครอปิน พี1

ลำดับเปปไทด์ (SWLSKTAKKLENSAKKRISEGIAIAIQGGPR) เปปไทด์ต้านแบคทีเรียจากAscaris suumซึ่งเป็นพยาธิไส้กลมที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของสุกร ก็อยู่ในวงศ์นี้เช่นกัน

อนุพันธ์ของ Cecropin B เป็นโพลีเปปไทด์ต้านมะเร็ง (L) โครงสร้างประกอบด้วยอัลฟาเฮลิกซ์เป็นหลัก ซึ่งกำหนดโดย NMR ในสารละลาย น้ำหนักโมเลกุลของโปรตีน = 4203.4 กรัม/โมล^{[ 9 ]}

เซครอพินบางชนิด (เช่น เซครอพิน A และเซครอพิน B) มีคุณสมบัติต้านมะเร็งและเรียกว่าเปปไทด์ต้านมะเร็ง (ACPs) ^{[ 6 ] : 3} ACPs แบบไฮบริดที่ใช้เซครอพิน A ได้รับการศึกษาคุณสมบัติต้านมะเร็ง^{[ 6 ] : 7.1}

กิจกรรมต้านมะเร็งของเซครอพิน บี เซครอพิน พี1 และชิวา-1 ได้รับการพิสูจน์ครั้งแรกจากการศึกษาในหลอดทดลองของเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งต่อมน้ำเหลืองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โดยเซลล์มีความไวต่อความเข้มข้นของเปปไทด์ในระดับ 10 ⁻⁶ M ^{[ 10 ]}เซลล์มะเร็งเต้านมและมะเร็งรังไข่ที่ดื้อยาหลายชนิด 2 สายพันธุ์ก็แสดงความไวต่อเปปไทด์เช่นกัน^{[ 10 ]}นอกจากนี้ ยังมีรายงานว่ากิจกรรมต้านมะเร็งของเปปไทด์จะสมบูรณ์ภายในหนึ่งชั่วโมงหลังการรักษา^{[ 10 ]}การศึกษาในร่างกายของเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ในหนูแสดงให้เห็นแนวโน้มที่คล้ายกัน โดยหนูที่ได้รับการรักษาด้วยเซครอพิน บี มีเวลารอดชีวิตเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับหนูที่ไม่ได้รับการรักษา^{[ 10 ]} การศึกษาโครงสร้างของเซครอพิน บี และอนุพันธ์ของมันคือเซครอพิน บี3 แสดงให้เห็นว่ากิจกรรมต้านมะเร็งเกิดจากความสามารถของเปปไทด์ต้านจุลชีพในการสร้างรูพรุนในเยื่อหุ้มเซลล์มะเร็งกระเพาะอาหาร^{[ 6 ] [ 11 ]}การวัดกระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวเซลล์แสดงให้เห็นว่าเซครอพิน B แต่ไม่ใช่เซครอพิน B3 ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลออกซึ่งบ่งชี้ถึงการก่อตัวของรูพรุน^{[ 11 ]}นอกจากนี้ เซครอพิน B3 ขาดกลุ่มแอมฟิพาติกที่มีอยู่ในเซครอพิน B ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากลุ่มแอมฟิพาติกนี้จำเป็นสำหรับเซครอพิน B ในการแทรกเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์และสร้างรูพรุน^{[ 11 ]}เซครอพิน B มีฤทธิ์แรงต่อแบคทีเรียและเซลล์มะเร็ง ในขณะที่ B3 มีผลเพียงเล็กน้อยต่อทั้งสองอย่าง^{[ 11 ]}ที่น่าสังเกตคือ อนุพันธ์อีกตัวหนึ่งคือเซครอพิน B1 มีสองบริเวณแอมฟิพาติกและแสดงฤทธิ์ที่ทรงพลังต่อเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวของมนุษย์ที่ความเข้มข้นที่ไม่ส่งผลกระทบต่อไฟโบรบลาสต์ปกติหรือเซลล์เม็ดเลือดแดง^{[ 6 ]}

เซครอพินชนิดต่างๆ ออกฤทธิ์ต่อเซลล์มะเร็งของมนุษย์ประเภทต่างๆ และแสดงฤทธิ์ที่ความเข้มข้นที่ไม่เป็นอันตรายต่อเซลล์ปกติ ตัวอย่างเช่น การศึกษาล่าสุดเกี่ยวกับเซครอพิน A และ B แสดงให้เห็นถึงฤทธิ์เป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งกระเพาะปัสสาวะ 4 สายพันธุ์ ในขณะที่ไฟโบรบลาสต์ของหนูและมนุษย์ที่ไม่เป็นอันตรายไม่ไวต่อเซครอพิน A หรือ B ^{[ 12 ]}เซครอพินจากแมลงหลายชนิดแสดงให้เห็นว่ามีฤทธิ์ต่อต้านเซลล์มะเร็งของมนุษย์หลากหลายสายพันธุ์ ตัวอย่างเช่น Mdcec ซึ่งเป็นเซครอพินที่มาจากแมลงวันบ้านทั่วไป แสดงให้เห็นว่ามีผลยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งตับของมนุษย์สายพันธุ์ BEL-7402 โดยไม่ส่งผลกระทบต่อเซลล์ตับปกติ^{[ 13 ]}การทดลองด้วยโฟลว์ไซโตเมทรีและ RT-PCR เผยให้เห็นว่าการรักษาด้วย Mdcec เพิ่มการแสดงออกของยีนที่กระตุ้นการตายของเซลล์ เช่น caspase-3 ซึ่งนำไปสู่การตายของเซลล์มะเร็ง^{[ 13 ]}ยีนเหล่านี้ไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกอย่างมีนัยสำคัญในเซลล์ที่แข็งแรงเมื่อได้รับการรักษาด้วย Mdcec ^{[ 13 ]}สิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงระดับความเฉพาะเจาะจงซึ่งมีแนวโน้มที่ดีสำหรับการพัฒนาการบำบัดโรคมะเร็งแบบใหม่

เพื่อสนับสนุนประสิทธิภาพในการรักษาเพิ่มเติม การศึกษาเกี่ยวกับเซครอพิน เอ ยืนยันว่าเซครอพิน เอ ทำลายเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวอย่างเลือกสรร ในขณะที่มีผลกระทบต่อลิมโฟไซต์ปกติน้อยมาก^{[ 14 ]} ในการศึกษาเดียวกัน ยาเคมีบำบัดไซทาราบีนและ 5-ฟลูออโรยูราซิล ทำงานร่วมกับเซครอพิน เอ ในหลอดทดลองเพื่อเพิ่มฤทธิ์ทำลายเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาว^{[ 14 ]}สิ่งนี้บ่งชี้ถึงศักยภาพในการประยุกต์ใช้เปปไทด์ต้านจุลชีพในการรักษามะเร็ง ซึ่งการรักษาด้วยเซครอพินสามารถลดปริมาณยาเคมีบำบัดที่จำเป็น ลดผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ ความท้าทายหลักในการใช้เซครอพินเป็นยารักษามะเร็งคือการส่งเปปไทด์ไปยังเซลล์เนื้องอก^{[ 6 ] [ 15 ]}จำเป็นต้องให้เปปไทด์ซ้ำๆ เพื่อรักษาระดับเซครอพินในระบบให้อยู่ในความเข้มข้นที่เพียงพอต่อฤทธิ์ต้านมะเร็ง^{[ 6 ] [ 15 ]}ความจำเป็นในการบริหารซ้ำๆ นี้ทำให้แผนการรักษาที่เป็นไปได้มีความซับซ้อน ทางเลือกหนึ่งที่เสนอแนะคือการใช้ยีนบำบัดเพื่อนำยีนเซครอพินเข้าสู่เซลล์มะเร็ง^{[ 6 ] [ 15 ]} การศึกษาที่ยีนเซครอพินถูกแสดงออกในเซลล์มะเร็งกระเพาะปัสสาวะของมนุษย์แสดงให้เห็นว่าเซลล์เนื้องอกที่มียีนเซครอพินมีศักยภาพในการก่อเนื้องอกลดลง จนถึงการสูญเสียศักยภาพในการก่อเนื้องอกอย่างสมบูรณ์ในเซลล์โคลนบางส่วน^{[ 15 ]}

การศึกษาล่าสุดได้ระบุเซครอพินใหม่ ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในการพัฒนายารักษาโรคมะเร็ง ตัวอย่างเช่น การวิเคราะห์จีโนมและทรานสคริปโตมของหนอนเจาะต้นสนChoristoneura fumiferanaส่งผลให้มีการระบุเซครอพินใหม่ซึ่งแตกต่างจากเซครอพินที่มีลักษณะเฉพาะก่อนหน้านี้ตรงที่พวกมันมีประจุลบ แทนที่จะเป็นประจุบวก^{[ 16 ]}โมทีฟคล้าย BH3 (ลำดับกรดอะมิโน G-[KQR]-[HKQNR]-[IV]-[KQR]) มีอยู่ในทั้งเซครอพินประจุลบและประจุบวก และการวิเคราะห์ชี้ให้เห็นว่าโมทีฟนี้อาจมีปฏิสัมพันธ์กับ Bcl-2 ซึ่งเป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับอะพอพโทซิส^{[ 16 ]}การศึกษาโครงสร้างและคุณสมบัติต้านมะเร็งของเซครอพินเพิ่มเติมอาจเป็นประโยชน์ในการออกแบบยารักษาโรคมะเร็งแบบใหม่

เซครอพิน เอ สามารถทำลาย เซลล์แบคทีเรีย E. coliที่ก่อ โรค ทางเดินปัสสาวะ(UPEC) ทั้งแบบแพลงก์ตอนและแบบ เกาะ ติดที่ก่อตัวเป็นไบโอฟิล์ม ได้ ไม่ว่าจะใช้เพียงอย่างเดียวหรือใช้ร่วมกับยาปฏิชีวนะนาลิดิกซิกแอซิด โดยสามารถกำจัดเชื้อในร่างกาย (ในโฮสต์แมลงGalleria mellonella ) ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ก่อให้เกิดความเป็นพิษต่อเซลล์อื่น กลไกการออกฤทธิ์แบบหลายเป้าหมายเกี่ยวข้องกับการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก ตามด้วยการทำลายไบโอฟิล์มที่เกิดจากการยับยั้งการทำงานของปั๊มขับสารออก และการโต้ตอบกับกรดนิวคลีอิกภายนอกและภายในเซลล์^{[ 17 ]}

• Hoskin 2008 (ด้านบน) ส่วนที่ 4.2

• เซครอปินส์ โอพีเอ็ม