Механизм действия токсинов Cry и Cyt Bacillus thuringiensis и их потенциал для борьбы с насекомыми

Кристаллические (Cry) и цитолитические (Cyt) белки Bacillus thuringiensis представляют собой разнообразную группу белков, активных против насекомых разных отрядов — чешуекрылых, жесткокрылых и двукрылых, — а также других беспозвоночных, например нематод. Их основное действие заключается в лизисе эпителиальных клеток средней кишки за счёт встраивания в мембрану-мишень и образования пор. Среди этих белков токсины семейства Cry с тремя доменами широко применяются во всём мире для борьбы с насекомыми, а механизм их действия изучен достаточно подробно. Филогенетический анализ показал, что разнообразие семейства Cry с тремя доменами сформировалось благодаря независимой эволюции трёх доменов и обмену доменом III между токсинами. Подобно другим порообразующим токсинам, действующим на млекопитающих, токсины Cry взаимодействуют со специфическими рецепторами на поверхности клеток хозяина и после связывания с рецептором активируются протеазами хозяина. В результате формируется олигомерная предпоровая структура, способная к внедрению в мембрану. В отличие от них, токсины Cyt напрямую взаимодействуют с липидами мембраны и встраиваются в неё. Согласно последним данным, токсины Cyt могут усиливать действие инсектицидных белков Cry или преодолевать устойчивость к ним, выполняя функцию мембранных рецепторов Cry. В этом обзоре обобщены последние данные о механизмах действия токсинов Cry и Cyt и проведено их сравнение с механизмами действия других бактериальных порообразующих токсинов. Кроме того, обсуждается применение этих токсинов для борьбы с сельскохозяйственными вредителями и переносчиками инфекционных заболеваний человека.