Molecular Action of Prostaglandin to Mediate Insect Immunity and Its Application to Develop Novel Insect Control Techniques
척추동물과 유사하게 곤충도 인지질분해효소(phospholipase A2)의 촉매 작용으로 다양한 아이코사노이드를 합성한다. 그러나 일련의 아 이코사노이드 생합성과정은 척추동물과 차이를 보이는데, 이는 곤충의 인지질에는 전구물질인 아라키도닉산의 함량이 낮기 때문이다. 대신에 비 교적 풍부하게 존재하는 다가불포화지방산인 리놀레익산을 기반으로 사슬 연장 및 불포화반응으로 아라키도닉산을 합성하여 척추동물과 같이 아이코사노이드 전구물질로 이용하는 것 같다. 이렇게 해서 형성된 아라키도닉산은 다시 척추동물의 cyclooxygenase와 유사한 peroxynectin이 PGH2 형태의 프로스타글란딘(prostaglandin: PG) 전구물질을 형성하게 된다. 이후 여러 이성체 효소들의 특이적 반응에 의해 PGA2, PGD2, PGE2, PGI2, TXB2의 다양한 PG가 생성된다. 반면에 또 다른 형태의 아이코사노이드인 에폭시아이코사트리에노익산(epoxyeicosatrienoic acid: EET)은 척추동물과 유사한 단일산화효소의 산화반응으로 아라키도닉산을 전구물질로 5,6-EET, 8,9-EET, 11,12-EET, 14,15-EET를 형성하게 된다. 그러나 세 번째 아이코사노이드 부류인 류코트리엔(leukotriene)의 경우 곤충 체내 존재는 확인되었지만 생합성 과정은 아직 밝 혀지지 않았다. 이들 아이코사노이드가 곤충의 대사, 배설, 면역 및 생식에 관여하는 생리작용을 중개한다. 따라서 아이코사노이드 생합성 과정을 교란하는 물질 탐색은 새로운 살충제 개발 전략이 된다. 본 종설은 이 가운데 PG의 곤충 면역 중개 기작을 소개한다.
Like vertebrates, insects synthesize various eicosanoids after the committed catalytic step of phospholipase A2 (PLA2). However, the subsequent biosynthetic steps exhibit some deviation from those of vertebrates. Due to little composition of arachidonic acid in insect phospholipids, PLA2 releases linoleic acid, which is another polyunsaturated fatty acid and relatively rich in insect phospholipids, to synthesize arachidonic acid via chain extension and desaturation. Resulting arachidonic acid is then oxygenated into a prostaglandin (PG), PGH2, by a specific peroxidase called peroxynectin, but not by cyclooxygenase. PGH2 is then isomerized to various PGs such as PGA2, PGD2, PGE2, PGI2, and a thromboxane (TXB2). All four epoxyeicosatrienoic acids such as 5,6-EET, 8,9-EET, 11,12-EET, and 14,15-EET are also synthesized from arachidonic acid by oxygenation of vertebrate types of monooxygenases. However, the other type of eicosanoids called leukotrienes are found in insect tissues but their synthetic pathway is unclear. Eicosanoids mediate various insect physiological processes such as metabolism, excretion, immunity, and reproduction. Thus, identification of novel compounds interrupting eicosanoid biosynthesis would be a novel approach to develop insecticides. This review focuses on PGs and their immune mediation.