Defensin, alpha 2

Das humane Alpha Defensin 2 gehört zu der großen Gruppe der antimikrobiellen Peptide (AMP), einer heterogene Gruppe von natürlich vorkommenden, als sog. "endogene Antibiotika" bezeichnete, kleine (< 100 Aminosäuren), kationische amphiphile, Peptide mit breiter mikrobizider Wirksamkeit. Antimikrobielle Peptide werden von Pflanzen, Bakterien, Insekten, wirbellosen Tieren und Vertebraten synthetisiert.

Humane antimikrobielle Peptide spielen bei der angeborenen, unspezifischen Immunabwehr (s.u. Immunität, angeborene) im Rahmen einer epithelialen Barrierefunktion bei Respirations-, Urogenital- und Gastrointestinaltrakt sowie der Haut eine tragende Rolle bei der Abwehr infektiöser Erreger. Sie stellen neben der zellulären epithelialen Barriere eine Art chemische Barriere dar. Neben ihren direkten antimikrobiellen Funktionen wirken sie als Inititiatoren inflammatorischer Prozesse.

Das humane Defensin alpha 2, auch humanes neutrophiles Peptid 2, HNP-2 bezeichnet,  ist ein humanes Protein das durch das DEFA2-Gen kodiert wird, das auf dem Chromosom 8 p23.1 in einem Gen-Cluster, zusammen mit anderen AMP-Genen, lokalisiert ist.  Die Mitglieder der Defensin-Familie sind in ihrer Proteinsequenz sehr ähnlich aufgebaut und werden durch ein konserviertes Cystein-Motif unterschieden. Das humane Defensin alpha 2 wird aus einem Pärkursormolekül in Zellen des Knochenmarks synthetisiert.

Die Defensine alpha 1 und alpha 2 haben antibakterielle, fungizide und antivirale Aktivitäten. Ihre antimikrobielle Aktivität richtet sich gegen Gram-negative und Gram-positive Bakterien. Weiterhin kann auch antivirale Wirksamkeit nachgewiesen werden (Wilson SS et al. 2013). 

Die Primärstruktur von Alpha-Defensin-1 (HNP-1), Alpha-Defensin-2 (HNP-2) und Alpha-Defensin-3 (HNP-3 ) unterscheiden sich nur geringfügig.

Es wird angenommen dass Defensine Erreger durch  Porenbildung in der Zellwand bekämpfen wodurch es zu einem Verlust der Membranstabilität und letztlich zum Absterben des Erregers kommt. 

Offenbar beeinflusst der Spiegel des Serumcholesterins die Expression der Gene der Alpha-Defensine 1, 2 und 3. Nach Behandlung mit Statinen normalisiert sich dieser Befund (Li YX et al. 2014).

Auch bei diabetischen Patienten werden signifikant erhöhte Spiegel der humanen Defensine alpha1,2,3 sowie des humanen Defensin beta-1 nachgewiesen. Eine noch zusätzlich gesteigerte Überexpression werden bei diabetischen Patienten mit Nephropathie und/oder Neuropathie nachgewiesen (Németh BC et al. 2014).

In versch. Studien konnte nachgewiesen weredn, dass das humane Alpha-Defensin-2 eine wichtige Komponente im Plattenepithelkarzinom der Zunge darstellt.

Alpha-Defensin-2 (HNP2) scheint bei der Neutralisierung von Anthraxtoxin ebenso effizient zu sein wie Alpha-Defensin-1. Weiterhin ist es in der Lage Papillomavirus- Infektionen zu blockieren.

Die biologische Rolle scheint weit über das bisher Bekannte zu gehen. Zu klären sind die kooperativen Funktionen von Alpha-Defensin-1,2,-3 (HNP-1, HNP-2 und HNP-3) zu klären.

Weiterhin werden humane neutrophile Peptide in atherosklerotischen Arterien nachgewiesen. Sie inhibieren den LDL Metabolismus und die Fibrinolyse.  

1. Buck CB et al. (2006) Inhibition of Papillomavirus Infection. Proc Natl Acad Sci 103: 1516)
2. Kim C. et al (2005)  Neutralisazion of Anthrax Lethal Toxin Proc Natl Acad Sci 102: 4830
3. Küçükkolbaşi H et al. (2011) Determination of defensin HNP-1 in human saliva of patients with oral mucosal diseases. J Immunoassay Immunochem 32:284-295.
4. Li YX et al. (2014)  Upregulated expression of human alpha-defensins 1, 2 and 3 in hypercholesteremia and its relationship with serum  lipid levels. Hum Immunol 75:1104-1109. 
5. Németh BC et al. (2014) Relevance of α-defensins (HNP1-3) and defensin β-1 in diabetes. World J Gastroenterol 20:9128-9237. 
6. Salzman NH et al. (2010) Enteric defensins are essential regulators of intestinal microbial ecology. Nat Immunol 11:76-83.
7. Wilson SS et al. (2013) Antiviral mechanisms of human defensins. J Mol Biol 425:4965-4980.
8. Zhao L et al. (2014) Defensins in innate immunity. Curr Opin Hematol 21:37-42.