Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Канал секреции курли
3X2R.png
Идентификаторы
ОрганизмEscherichia coli (штамм К12)
СимволCsgG
Entrez945619
PDB3X2R
RefSeq (мРНК)NC_000913.3
RefSeq (Prot)NP_415555.1
UniProtP0AEA2
Прочие данные
ХромосомаГеномный: 1,1 - 1,1 Мб
Искать
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро
Терапевтические гибриды кудряшек, ассоциированные с пробиотиками (PATCH) [1]

Curli белок представляет собой тип амилоидного волокна , полученного с помощью определенных штаммов энтеробактерий . Это внеклеточные волокна, расположенные на таких бактериях, как кишечная палочка и сальмонелла. [2] Эти волокна служат для стимулирования поведения клеточного сообщества за счет образования биопленок во внеклеточном матриксе . Амилоид связан с нейродегенеративными заболеваниями человека, такими как болезнь Альцгеймера. [3] Изучение курли может помочь понять болезни человека, которые, как считается, возникают из-за неправильного образования амилоидных волокон. [2] curli фимбрии , как правило , собраны через внеклеточную нуклеации / осаждения путь. [4]

Генная регуляция [ править ]

Волокна Curli, и, следовательно, белок curli, кодируются двумя оперонами, csgBAC и csgDEFG, в общей сложности содержащими семь генов. [5] [6] Оперон csgBAC отвечает за кодирование трех белков: CsgB, CsgA и CsgC, каждый из которых отвечает либо за образование основной субъединицы внутри фиберала curli, либо за его ингибирование. [6] Оперон csgDEFG кодирует белки CsgD, CsgE, CsgF и CsgG, ответственные за сборку, транслокацию и регуляцию белка curli. [6]

CsgD является положительным регулятором транскрипции оперона csgBA. Белок CsgD является регулятором транскрипции и положительно регулирует оперон csgBA, но шокирующим образом не регулирует свою собственную экспрессию. Оперон csgBA кодирует основную структурную субъединицу curli, CsgA, а также белок-нуклеатор CsgB. Дальнейшие исследования еще предстоит провести, чтобы увидеть, что стимулирует экспрессию или активность CsgD, но некоторые данные подтверждают, что активация белка вызывается фосфорилированием остатка аспарагиновой кислоты N-концевого приемного домена. Поскольку CsgD должен присутствовать для активности промотора csgBA, поэтому показано, что регуляторы экспрессии CsgD также влияют на экспрессию csgBA. [2]

Многие сигналы окружающей среды играют роль в экспрессии гена Curli. Рост при температуре ниже 30 градусов по Цельсию способствует экспрессии гена Curli. [2] Кроме того, при недостатке соли и питательных веществ, таких как азот, фосфат и железо, стимулируется экспрессия гена Curli. [2]

Функция [ править ]

Амилоиды связывают с такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона, волчанка и многими другими. [7] [8] Кроме того, белок Curli считается PAMP ( патоген-ассоциированный молекулярный паттерн ), и поэтому бета-листовая структура Curli действует на врожденную иммунную систему, активируя TLR2 (Toll-Like Receptor 2) [7] . Затем это вызывает ответную реакцию, вызывая провоспалительную реакцию, при которой провоспалительные цитокины и хемокины задействуются для инициирования и воспалительного ответа. [7]

Curli, однако, выполняет и другие функции (таким образом, он был назван «функциональным амилоидом» [8] ), в том числе является основным компонентом биопленки, создаваемой грамотрицательными бактериями, такими как E. coli и Salmonella . [9] [7] [8] Эти биопленки позволяют грамотрицательным бактериям лучше колонизировать в данной среде, защищая их от окислительного стресса и обезвоживания. [9] [7]Однако эти биопленки вызывают серьезную озабоченность. Поскольку эти биопленки позволяют бактериям выжить в условиях химического и физического стресса в окружающей их среде, они не только делают пациентов более восприимчивыми к инфекции при использовании общих приборов, но и Curli и другие биопленки, как было показано, снижают иммунный ответ инфицированных людей и противомикробные препараты. [9] Белки Curli и биопленки очень устойчивы к химическим стрессорам до такой степени, что требуется более тщательная предварительная обработка, чтобы Curli разложился или растворился в додецилсульфате натрия ( SDS ). [9]

Структура [ править ]

Основные компоненты (субъединицы) белка curli состоят из белков CsgA и CsgB.

CsgA [ править ]

CsgA является основной субъединицей белка Curli, имеющей 13,1 кДальтон. Этот белок состоит из трех доменов, которые имеют тенденцию к агрегированию с образованием амилоидных фибрилл, одного пептида, N-концевой последовательности из 22 аминокислот (используемой для секреции) и сердцевинного амилоидного домена на С-концевой последовательности. [9] [8] Кроме того, ядро ​​амилоидного домена состоит из 5 повторяющихся (но не точных) последовательностей, вращающихся вокруг последовательности: Ser-X 5 -Gln-X-Gly-X-Gly-Asn-X-Ala-X 3 -Глн. [8] Эта повторяющаяся последовательность является характеристической субъединицей, которая формирует агрегируемый β-лист [8] .

CsgB [ править ]

CsgB, также известный как минорная субъединица, необходим для зарождения и организации CsgA в волокна Curli на поверхности клеток. [7] CsgB имеет очень похожую повторяющуюся последовательность на CsgA, и предполагается, что одна из 5 повторяющихся последовательностей действительно содержит дополнительные аминокислоты, известные как Lys133, Arg140, Arg14 и Arg151. [9] Это изменение в последней субъединице (известной как субъединица R5) является обязательным. Без присутствия субъединицы R5 или изменений внутри субъединицы CsgA не может должным образом формироваться на поверхности клетки. [9] [8]

CsgC [ править ]

Только недавно было обнаружено, что субъединица CsgC предотвращает агрегацию и полимеризацию белка CsgA. Без него есть шанс образования амилоидных фибрилл и, в конечном итоге, гибели клеток. [7] Множественные эксперименты по изоляции CsgC от CsgA и субъединицы CsgB вызвали агрегацию CsgA в фибриллы и, следовательно, возможно, приводили к последующим эффектам при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера. [9] Молярное соотношение, необходимое для того, чтобы CsgC ингибировал CsgA, составляет 1: 500, что означает, что только 1 белок CsgC требуется для ингибирования 500 белков CsgA от образования структур амилоидных фибрилл. [9] [10]Предполагается, что CsgC, таким образом, считается шапероном, поскольку он предотвращает дальнейшее зарождение CsgA, скорее позволяя CsgA формироваться в его правильную структуру вместо агрегации. [9]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Praveschotinunt P, Duraj-Thatte А.М., Gelfat I, Баль F, Chou DB, Joshi NS (декабрь 2019). «Разработана E. coli Nissle 1917 для доставки связанных с матриксом терапевтических доменов в кишечник» . Nature Communications . 10 (1): 5580. DOI : 10.1038 / s41467-019-13336-6 . PMC  6898321 . PMID  31811125 .
  2. ^ а б в г д Барнхарт М.М., Чепмен М.Р. (2006). "Биогенез и функции курчавых" . Ежегодный обзор микробиологии . 60 : 131–47. DOI : 10.1146 / annurev.micro.60.080805.142106 . PMC 2838481 . PMID 16704339 .  
  3. ^ Чепмен М. Р., Робинсон Л. С., Пинкнер Дж. С., Рот Р., Хойзер Дж., Хаммар М. и др. (Февраль 2002 г.). «Роль оперонов Escherichia coli curli в управлении образованием амилоидных волокон» . Наука . 295 (5556): 851–5. Bibcode : 2002Sci ... 295..851C . DOI : 10.1126 / science.1067484 . PMC 2838482 . PMID 11823641 .  
  4. ^ Хаммар M, Бянь Z, Normark S (июнь 1996). "Nucleator-зависимая межклеточная сборка адгезивных органелл curli в Escherichia coli" . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (13): 6562–6. DOI : 10.1073 / pnas.93.13.6562 . PMID 8692856 . 
  5. ^ Ван Gerven N, Клейн РД, Hultgren SJ, Н работе Ремо (ноябрь 2015). «Бактериальное образование амилоида: структурное понимание curli biogensis» . Тенденции в микробиологии . 23 (11): 693–706. DOI : 10.1016 / j.tim.2015.07.010 . PMC 4636965 . PMID 26439293 .  
  6. ^ a b c Tursi SA, Tükel Ç (декабрь 2018 г.). "Curli-Consing Enteric Biofilms Inside and Out: Matrix Composition, Immune Recognition, and Disease Implications" . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 82 (4): e00028–18, /mmbr/82/4/e00028–18.atom. DOI : 10.1128 / MMBR.00028-18 . PMC 6298610 . PMID 30305312 .  
  7. ^ a b c d e f g Tursi SA, Tükel Ç (декабрь 2018 г.). "Curli-Consing Enteric Biofilms Inside and Out: Matrix Composition, Immune Recognition, and Disease Implications" . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 82 (4): e00028–18, /mmbr/82/4/e00028–18.atom. DOI : 10.1128 / MMBR.00028-18 . PMC 6298610 . PMID 30305312 .  
  8. ^ Б с д е е г Evans ML, Chapman MR (август 2014). «Биогенез курли: порядок из беспорядка» . Biochimica et Biophysica Acta . 1843 (8): 1551–8. DOI : 10.1016 / j.bbamcr.2013.09.010 . PMC 4243835 . PMID 24080089 .  
  9. ^ Б с д е е г ч я J Van Gerven N, Klein RD, Hultgren SJ, H ( В работе Ремо ноября 2015 года). «Бактериальное образование амилоида: структурное понимание curli biogensis» . Тенденции в микробиологии . 23 (11): 693–706. DOI : 10.1016 / j.tim.2015.07.010 . PMC 4636965 . PMID 26439293 .  
  10. ^ Эванс М. Л., Chorell Е, Тэйлор JD, АДЕН Дж, Götheson А, Ли Ф, и др. (Февраль 2015 г.). «Бактериальная система curli обладает мощным и селективным ингибитором образования амилоида» . Молекулярная клетка . 57 (3): 445–55. DOI : 10.1016 / j.molcel.2014.12.025 . PMC 4320674 . PMID 25620560 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Дема Б., Чарльз Н. (январь 2016 г.). «Аутоантитела при СКВ: особенности, изотипы и рецепторы» . Антитела . 5 (1): 2. DOI : 10,3390 / antib5010002 . PMC  6698872 . PMID  31557984 .
  • Галло П.М., Рапсинский Г.Дж., Уилсон Р.П., Оппонг Г.О., Шрирам У., Гулиан М. и др. (Июнь 2015 г.). «Композиты амилоид-ДНК бактериальных биопленок стимулируют аутоиммунитет» . Иммунитет . 42 (6): 1171–84. DOI : 10.1016 / j.immuni.2015.06.002 . PMC  4500125 . PMID  26084027 .
  • Коно Д.Х., Баккала Р., Теофилопулос А.Н. (декабрь 2013 г.). «TLR и интерфероны: центральная парадигма аутоиммунитета» . Текущее мнение в иммунологии . 25 (6): 720–7. DOI : 10.1016 / j.coi.2013.10.006 . PMC  4309276 . PMID  24246388 .
  • Tursi SA, Lee EY, Medeiros NJ, Lee MH, Nicastro LK, Buttaro B и др. (Апрель 2017 г.). «Бактериальный амилоид curli действует как носитель ДНК, вызывая аутоиммунный ответ через TLR2 и TLR9» . PLoS Патогены . 13 (4): e1006315. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1006315 . PMC  5406031 . PMID  28410407 .
  • v
  • т
  • е