Семейство белков внешней мембраны, связанных с вирулентностью - Virulence-related outer membrane protein family

Связанный с вирулентностью OMP
1qj8 opm.png
Идентификаторы
СимволAil_Lom
PfamPF06316
ИнтерПроIPR000758
PROSITEPDOC00582
SCOP21qj9 / Объем / СУПФАМ
OPM суперсемейство26
Белок OPM1qj8

Белки внешней мембраны, связанные с вирулентностью выражаются в внешняя мембрана из грамотрицательные бактерии и необходимы для выживания бактерий в макрофаги и для инвазии эукариотических клеток.

Это семейство состоит из нескольких бактериальных и фаговых Ail / Lom-подобных белков. В Yersinia enterocolitica Все белки являются известным фактором вирулентности. Предполагается, что белки этого семейства состоят из восьми трансмембранных бета-листы и четыре клетки, открытые на поверхности петли. Считается, что Ail непосредственно способствует инвазии, а петля 2 содержит активный сайт, возможно, рецептор-связывающий домен. Фаговый белок Lom экспрессируется во время лизогения и кодируют белки оболочки клетки-хозяина. Lom находится на внешней мембране бактерий и гомологичен белкам вирулентности двух других энтеробактериальный роды. Было высказано предположение, что лизогения обычно играет роль в выживаемости бактерий у животных-хозяев и, возможно, в патогенез.

Белки внешней поверхности Borrelia burgdorferi играют роль в персистенции клещей (OspA, OspB, OspD), передаче млекопитающим-хозяином (OspC, BBA64), адгезии клеток-хозяев (OspF, BBK32, DbpA, DbpB) и уклонении от иммунной системы хозяина ( ВлсЭ). Триггер OspC врожденная иммунная система через сигнализацию через TLR1, TLR2 и TLR6 рецепторы.[1]

Примеры

В эту группу входят:

  • PagC, требуется Сальмонелла тифимуриум для выживания в макрофагах и для вирулентности у мышей[2]
  • Rck белок внешней мембраны плазмиды вирулентности S. typhimurium и S. enteritidis[3]
  • Ail, продукт Yersinia enterocolitica хромосома, способная опосредовать прикрепление бактерий к линиям эпителиальных клеток и их вторжение[4]
  • OmpX из кишечная палочка который способствует адгезии и проникновению в клетки млекопитающих. Он также играет роль в сопротивлении атакам со стороны системы человеческого комплемента.[5]
  • а Бактериофаг лямбда белок внешней мембраны, Lom[6]
  • OspA / B являются липопротеины из Borrelia burgdorferi. OspA и OspB имеют 53% идентичности аминокислот и, вероятно, имеют аналогичную антипараллельную «свободностоящую» структуру β-листового белка, связанную с поверхностью внешней мембраны через липидированный NH2-концевой остаток цистеина.[7] OspA
  • OspC является основным поверхностным липопротеином, продуцируемым Borrelia burgdorferi при заражении клещи подача. OspC необходим при инвазии слюнных желез клещом.[8] OspC-дефицитный Б. burgdorferi обладают заметно сниженной способностью (примерно в 800 раз меньше, чем у контрольных спирохет, экспрессирующих OspC) для успешной передачи мышам.[9] Его синтез снижается после передачи млекопитающему-хозяину.[10] Этот белок исчезает с поверхности бактерий примерно через 2 недели после заражения.[11]

Структура

Кристаллическая структура OmpX из E. coli показывает, что OmpX состоит из восьмицепочечного антипараллельного соседа. бета-баррель.[12] В структуре видны два пояса из остатков ароматических аминокислот и полоса неполярных остатков, которые прикрепляются к внутренней части мембраны. Сердечник ствола состоит из удлиненного водородная связь сеть высококонсервативных остатков. Таким образом, OmpX напоминает обратный мицелла. Структура OmpX показывает, что трансмембранная часть белка консервативна намного лучше, чем внеклеточные петли. Более того, эти петли образуют выступающий бета-лист, край которого предположительно связывается с внешними белками. Предполагается, что этот тип связывания способствует адгезии и инвазии клеток и помогает защищаться от системы комплемента. Хотя OmpX имеет ту же топологию бета-листов, что и структурно связанный белок А внешней мембраны (OmpA) ИнтерПро: IPR000498, их цилиндры различаются числом сдвига и внутренними сетями водородных связей.

OspA из Borrelia burgdorferi необычный белок внешней поверхности, он имеет два глобулярных домена, которые соединены однослойным β-лист т. Этот белок хорошо растворим, содержит большое количество Lys и Glu остатки. Эти остатки с высокой энтропией могут препятствовать упаковке кристаллов.[13]

Рекомендации

  1. ^ Остинг, Марие; Баффен, Катрин; Меер, Йос В. М. ван дер; Netea, Mihai G .; Йостен, Лео А. Б. (03.03.2016). «Сети врожденного иммунитета при заражении Borrelia burgdorferi». Критические обзоры в микробиологии. 42 (2): 233–244. Дои:10.3109 / 1040841X.2014.929563. ISSN  1040-841X. PMID  24963691. S2CID  44840482.
  2. ^ Миллер С.И. (1991). «PhoP / PhoQ: макрофаг-специфические модуляторы вирулентности сальмонелл?». Мол. Микробиол. 5 (9): 2073–2078. Дои:10.1111 / j.1365-2958.1991.tb02135.x. PMID  1766380.
  3. ^ Чирилло Д.М., Хеффернан Э.Дж., Ву Л., Харвуд Дж., Фирер Дж., Гвини Д.Г. (1996). «Идентификация домена в Rck, продукта плазмиды вирулентности Salmonella typhimurium, необходимого как для резистентности сыворотки, так и для инвазии клеток». Заразить. Иммунная. 64 (6): 2019–2023. Дои:10.1128 / IAI.64.6.2019-2023.1996. ЧВК  174031. PMID  8675302.
  4. ^ Миллер В.Л., Блиска Дж.Б., Фалькоу С. (1990). «Нуклеотидная последовательность гена Yersinia enterocolitica ail и характеристика белкового продукта Ail». J. Bacteriol. 172 (2): 1062–1069. Дои:10.1128 / jb.172.2.1062-1069.1990. ЧВК  208537. PMID  1688838.
  5. ^ Tommassen J, Stoorvogel J, van Bussel MJ, van de Klundert JA (1991). «Молекулярная характеристика белка внешней мембраны Enterobacter cloacae (OmpX)». J. Bacteriol. 173 (1): 156–160. Дои:10.1128 / jb.173.1.156-160.1991. ЧВК  207169. PMID  1987115.
  6. ^ Пулккинен WS, Миллер SI (1991). «Белок вирулентности Salmonella typhimurium подобен белку инвазии Yersinia enterocolitica и белку наружной мембраны бактериофага лямбда». J. Bacteriol. 173 (1): 86–93. Дои:10.1128 / jb.173.1.86-93.1991. ЧВК  207160. PMID  1846140.
  7. ^ Темплтон, Томас Дж. (2004-03-01). «Белки наружной мембраны Borrelia и их передача через клеща». Журнал экспериментальной медицины. 199 (5): 603–606. Дои:10.1084 / jem.20040033. ISSN  0022-1007. ЧВК  2213303. PMID  14981110.
  8. ^ Пал, Утпал; Ян, Сяофэн; Чен, Маньчжуань; Bockenstedt, Linda K .; Андерсон, Джон Ф .; Flavell, Ричард А .; Норгард, Майкл В .; Фикриг, Эрол (2004-01-15). «OspC способствует вторжению Borrelia burgdorferi в слюнные железы Ixodes scapularis». Журнал клинических исследований. 113 (2): 220–230. Дои:10.1172 / JCI19894. ISSN  0021-9738. ЧВК  311436. PMID  14722614.
  9. ^ Пал, Утпал; Ян, Сяофэн; Чен, Маньчжуань; Bockenstedt, Linda K .; Андерсон, Джон Ф .; Flavell, Ричард А .; Норгард, Майкл В .; Фикриг, Эрол (2004-01-15). «OspC способствует вторжению Borrelia burgdorferi в слюнные железы Ixodes scapularis». Журнал клинических исследований. 113 (2): 220–230. Дои:10.1172 / JCI19894. ISSN  0021-9738. ЧВК  311436. PMID  14722614.
  10. ^ Тилли, Кит; Крам, Джонатан Дж .; Бестор, Аарон; Джуэтт, Молли У .; Гримм, Дороти; Бюшель, Рассвет; Байрам, Ребекка; Дорвард, Дэвид; ВанРаден, Марк Дж. (01.06.2006). «Белок Borrelia burgdorferi OspC, необходимый исключительно на решающей ранней стадии заражения млекопитающих». Инфекция и иммунитет. 74 (6): 3554–3564. Дои:10.1128 / IAI.01950-05. ISSN  0019-9567. ЧВК  1479285. PMID  16714588.
  11. ^ Crother, Timothy R .; Чемпион, Шерил I .; Уайтлегдж, Джулиан П .; Агилера, Родриго; У, Сяо-Ян; Бланко, Дэвид Р .; Миллер, Джеймс Н .; Ловетт, Майкл А. (2004-09-01). «Временной анализ антигенного состава Borrelia burgdorferi при заражении на коже кролика». Инфекция и иммунитет. 72 (9): 5063–5072. Дои:10.1128 / IAI.72.9.5063-5072.2004. ISSN  0019-9567. ЧВК  517453. PMID  15321999.
  12. ^ Шульц Г.Е., Фогт Дж. (1999). «Структура белка внешней мембраны OmpX из Escherichia coli раскрывает возможные механизмы вирулентности». Структура. 7 (10): 1301–1309. Дои:10.1016 / S0969-2126 (00) 80063-5. PMID  10545325.
  13. ^ Макабэ, Коки; Терешко, Валентина; Гавлак, Гжегож; Ян, Шуде; Коидэ, Шохей (1 августа 2006 г.). «Кристаллическая структура с атомным разрешением белка А внешней поверхности Borrelia burgdorferi с помощью инженерии поверхности». Белковая наука. 15 (8): 1907–1914. Дои:10.1110 / пс 062246706. ISSN  1469-896X. ЧВК  2242579. PMID  16823038.

дальнейшее чтение

  • Миллер В.Л., Бир КБ, Хойсипп Г., Янг Б.М., Вахтель М.Р. (сентябрь 2001 г.). «Идентификация областей Ail, необходимых для фенотипов инвазии и сывороточной устойчивости». Мол. Микробиол. 41 (5): 1053–62. Дои:10.1046 / j.1365-2958.2001.02575.x. PMID  11555286.
  • Барондесс Дж. Дж., Беквит Дж. (Август 1990 г.). «Детерминанта бактериальной вирулентности, кодируемая лизогенным колифагом лямбда». Природа. 346 (6287): 871–4. Bibcode:1990Натура.346..871Б. Дои:10.1038 / 346871a0. PMID  2144037.