Molekylære mekanismer i gastrisk epitelcelle vedhæftning og injektion af CagA af Helicobacter pylori

Molekylære mekanismer i gastrisk epitelcelle vedhæftning og injektion af CagA af Helicobacter pylori
Abstrakt
Helicobacter pylori
er en meget vellykket patogen unikt tilpasset at kolonisere mennesker. Gastriske infektioner med denne bakterie kan inducere patologi spænder fra kronisk gastritis og mavesår til gastrisk cancer. Mere virulente H. pylori
isolater havnen adskillige kendte adhæsiner (Baba /B, Saba, Alpa /B, OipA og HopZ) og cag
(cytotoksin-associerede gener) patogenicitet island koder en type IV sekretion systemet (T4SS). De adhæsiner etablerer tæt bakteriel kontakt med værten målceller og T4SS betegner en nålelignende pilus indretning til levering af effektorceller proteiner til værten målceller såsom CagA. Baba Saba binder til blodgruppe antigen og sialylerede proteiner henholdsvis og en række T4SS komponenter, herunder Cagi, CAGL, CagY og CagA er blevet vist at målrette integrin β 1 receptor efterfulgt af injektion af CagA tværs værtscellemembranen . Interaktionen af ​​CagA med membran-forankrede phosphatidylserin kan også spille en rolle i leveringsprocessen. Selv om der er gjort betydelige fremskridt i vores nuværende forståelse af mange af de ovennævnte faktorer, værten celle receptorer for OipA, HopZ og Alpa /B under infektion er stadig ukendt. Her gennemgå vi de seneste fremskridt i karakterisering af interaktioner i de forskellige adhæsinerne og strukturelle T4SS proteiner med vært celle faktorer. Bidraget af disse interaktioner til H. pylori
kolonisering og patogenese diskuteres.
Nøgleord
Helicobacter pylori
vedhæftning adhæsininhiberende integrinreceptor signalering type IV sekretion Introduktion
H. pylori
koloniserer maven på omkring halvdelen af ​​den menneskelige befolkning i verden, som er forbundet med kronisk, ofte asymptomatisk gastritis i alle inficerede individer. Afhængig af forskellige kriterier, kan mere alvorlige gastrisk sygdomme, herunder mavesår sygdom forekommer hos op til 10-15% af smittede personer [1-3]. H. pylori
infektioner er almindeligt diagnosticeret med en stærk inflammatorisk respons, men bakterierne udviklet adskillige mekanismer under evolution at undgå anerkendelse og efter værten forsvar machineries, og hvis de ikke behandles med antibiotika, kan de vare ved livet. H. pylori
-induceret gastritis er den stærkeste ental risikofaktor for at udvikle cancer i maven; dog kun en lille del af inficerede individer udvikler malignitet såsom slimhinde-associerede lymfoide væv (MALT) lymfom og endda gastrisk adenocarcinom [1-3]. Gastrisk adenocarcinom udgør den næststørste årsag til kræft-associerede død på verdensplan, og omkring 700.000 mennesker dør af denne malignitet årligt [3]. Det kliniske resultat af infektion med H. pylori
er afhængig af en meget kompleks scenario værtspatogene krydstale. Sygdomsprogression bestemmes af forskellige faktorer, herunder genetisk disposition for værten, den bakterielle genotype og miljømæssige parametre [1-3]. De cellulære og molekylære mekanismer udviklet af H. pylori
at underminere værten forsvarsstrategier har været under intens efterforskning i hele verden.
Kliniske H. pylori
stammer er meget forskellige både i deres genetiske information og potentiale til at inducere patogenicitet. Myriader af bakterielle faktorer er blevet rapporteret at påvirke patogenesen af ​​H. pylori
infektioner. Der er to klassiske virulensdeterminanter udtrykt af H. pylori
, den CagA proteinet kodet af cytotoksin-associerede gener patogenicitet island (CAG
PAI) og vakuolerende cytotoksin (VacA). Udskilt VacA kan udløse forskellige reaktioner, herunder poredannelse i værten cellemembranen, ændring af endo-lysosomal menneskehandel, cellulære vakuolation, immun celle hæmning og apoptose. Vaca aktiviteter er fremhævet i flere oversigtsartikler [1-4], og vil ikke blive diskuteret her. I midten af ​​halvfemserne, til cag
PAI blev fuldstændig sekventeret fra forskellige H. pylori Salg stammer og fundet repræsentere en 40-kb DNA insertion element i kromosomet, som er flankeret af 31 bp direkte gentagelser og bære op til 32 gener [5, 6]. Stort videnskabelig interesse er koncentreret om CagA protein, som er til stede i mere virulente isolater, men er typisk fraværende i mindre virulente H. pylori
stammer. Således CagA tjener som en virulens markør for cag
PAI [7, 8]. Arbejde i de sidste ti år har vist, at KAG
PAI koder type IV sekretion systemet (T4SS), som indsprøjter CagA i target celler, hvor den forstyrrer flere værtscelle signalering kaskader [9, 10]. Andre velbeskrevne patogenicitet-associerede mekanismer omfatter flageller-drevne bakteriel motilitet, urease-medieret neutralisering af pH, HtrA-medieret spaltning af E-cadherin, modifikation af værtscelle kolesterol, der udgydes ydre membranvesikler og peptidoglycan-afhængige immunresponser [ ,,,0],1-3, 11-13]. Desuden H. pylori
bærer flere klassiske overflade adhæsiner tillader stram vedhæftning af bakterierne til gastriske epitelceller. Her gennemgå vi de forskellige molekylære vedhæftning strategier H. pylori
til gastriske epitel målceller der letter bakteriel binding. Vi diskuterer også strukturen og funktionen af ​​T4SS, og hvordan det kommer i kontakt med værtscelle overflade faktorer til at injicere CagA effektor protein.
Rolle klassiske H. pylori
adhæsiner
Intensiv forskning i de seneste år har vist, at H. pylori
koder for et bredt spektrum af forskellige adhæsionsfaktorer, for nogle af hvilken den tilsvarende værtscelle receptor (er) er blevet identificeret (tabel 1). H. pylori
genomer fra forskellige stammer indeholder mere end 30 gener, der koder ydre membranproteiner (OMP'er), som er opdelt i Hop (Helicobacter
ydre membranporiner) og Hor (hop-relateret) undergrupper. The Hop familie af proteiner omfatter flere velbeskrevne adhæsiner af H. pylori
såsom Baba, Saba, Alpa /B, HopZ og OipA. Men blandt kliniske stammer af H. pylori
store forskelle i ekspression af OMP eksisterer. Dette menes at afspejle en selektivt tryk for bakteriel adhæsion som kan variere både på tværs af og i inficerede individer over tid. Det er blevet vist, at nogle af de klassiske adhæsionsmolekyler beskrevet nedenfor handle sammen med faktorer fra CAG
PAI for at highjack flere host celleprocesser herunder ændret transkription, cytoskelet omlejringer, åbning af celle-til-celle kryds indtræden af inflammation og andre som sammenfattet i en forenklet model (figur 1A) .table 1 Karakteristik af cag
PAI-uafhængig og cag
PAI-afhængig værtscelle vedhæftning factorsa
Bakteriel faktor
Rapporteret vært receptor
Cell systemer, der anvendes
H. pylori
stammer anvendt
anvendte metoder

Referencer
Baba
-fucosylerede blodtype-antigener Leb, og H1
Humane gastriske vævssnit
P466 , CCUG17875, A5, M019, 26.695
RIA, Receptor forskydning asssay, Scatchard analyse,
[14]
Leb, H1, A, ALeb, og bleb -
P466, CCUG17875, J99
Overlay bindende studier med radioaktivt mærkede glycokonjugater
[15]
Babb
Unknown -
-
- -
Saba
sialylerede dimerisk Lewis x, Sialyl Lea antigen
Menneskelig og abe gastrisk vævssnit
CCUG17875, J99, 26695, SM165, WU12
RIA og Scatchard analyse
[26]
Laminin -
J99
Glycoconjugate vifte bindende undersøgelser
[30]
OipA
Ukendte
AGS, KATO-III
B128, G27
Bakterielle compliance-analyser
[37]
Alpa /B
laminin -
26.695, SS1
Flowcytometri, Biacore bindende undersøgelser, overflade adhærensassay
[33]
HopZ
Unknown
AGS
ATCC43504, 342, 326/01
AGS celleadhæsionsassays
[39]
CagA
β1 integrin
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD med magnetisk perler, FACS, Biacore bindingsundersøgelser
[82]
Phosphatidylserin
AGS
NCTC11637
bindende undersøgelser, CF, AB blokering, HVIS
[83]
Cagi
β1 integrin
- -
Y2H, PD med magnetiske perler, FACS
[82]
CAGL
β1 integrin
AGS, GD25 vs GD25β1, HeLa, musefibroblaster
P1, P12
Biacore bindende undersøgelser, peptid konkurrence, celleadhæsionsassays, AB blokering, CF
[61, 81]
CagY
β1 integrin
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD med magnetiske perler, FACS
[82]
en Forkortelser: AB (antistof); CF (cellulær fraktionering); FACS (fluorescensaktiveret cellesortering); IF (co-lokalisering ved immunfluorescens); PD (pull-down eksperimenter); RIA (radioimmunassay); Y2H (gær to-hybrid skærm).
Figur 1 H. pylori interaktioner med epitelceller fremhæver roller adhæsiner og type-IV-sekretion systemet (T4SS) kodet af cag PAI. (A) (1) H. pylori Salg adhæsiner medierer apikale binding til kendte og ukendte receptorer på gastrisk epitel og sandsynligvis også direkte signaltransduktion som angivet. (2) Opregulering af transkriptionsfaktorer, såsom NF-KB fører til produktion af pro-inflammatoriske cytokiner og chemokiner. (3) Sekretion af mediatorer på basolaterale overflader tiltrækker immunceller til stedet for infektion. (4) Ved værtscelle kontakt, H. pylori
samler T4SS pili på deres overflade muliggør levering af molekyler, CagA og peptidoglycan, fra bakteriel cytoplasma i værtsceller. CAG
PAI proteiner (CagA, Cagi, CAGL og CagY) interagerer med integrinreceptorer. Interaktioner med phosphatidylserin (PS) og kolesterol i lipidklumper er også involveret i T4SS processer. T4SS og CagA er involveret i talrige cellulære virkninger, herunder afbrydelse af celle-til-celle junctions (5), cytoskeletale omlejringer (6) og nuklear signalering (7). (B) To modeller for den samlede T4SS maskiner i H. pylori
foreslås. Model-1 antager VirB1-11 proteiner, koblingen faktor VirD4 og tilbehør faktorer som CagF (en foreslået chaperone af CagA) samle på en lignende måde til den, der er foreslået for A. tumefaciens
T4SS [10]. Model-2 forudsætter, at T4SS kræver de samme virB /D proteiner som model 1 med to store forskelle. Den T4SS pilus overflade er dækket med CagY (VirB10) molekyler og VirB5 er udelukket [50]. H. pylori
VirB10 er et meget stort protein (~ 250 kDa), der bærer to transmembrane domæner til at danne en hårnål-loop-struktur i pilus som afbildet [64]. Immunguld mærkning af løkkeregionen i CagY tilkendegivet, at denne udsættes for det ekstracellulære rum og transporteres til pilus overfladen af ​​en ukendt mekanisme [64]. Forkortelser: AJ (adherens vejkryds); HtrA (krav Høj temperatur En protease); Leb (Lewis B-antigener); MO (makrofag); NTP (nukleotid triphosphat); NDP (nukleotid-diphosphat); P (phosphatgruppe); SDL (sialyl-dimer-Lewis × glycosphingolipid); TJ (tight junction).
Baba
OMP medlem Baba var den første H. pylori
adhæsin opdaget. Baba medierer binding af bakterierne til Lewis B-antigener, Leb [14] og beslægtede terminale fucoserester findes på blodgruppe O (H-antigen), A og B-antigener [15], som udtrykkes på maveslimhinden. Multiple kromosomale loci og alleler for Baba er blevet rapporteret at eksistere og Leb bindende aktivitet blev vist at lettes ved BabA2 allelen [14]. nyere arbejde tyder på, at BabA1 alleler forekommer kun meget sjældent og er vanskelige at opdage [16] Væsentlige aminosyre polymorfier findes blandt Baba proteiner udtrykt ved forskellige stammer [17]. Diversitet synes også med hensyn til bindingen af ​​stammer til Leb og BABA ekspression og bindingsaffinitet for A, B og O-antigener korrelerer med blodgruppe antigen ekspression af værten [15, 18]. Et nært beslægtet gen Babb
, koder for et translationsprodukt, der har betydelig N- og C-terminale lighed med Baba. Baba
og Babb
er næsten identiske i deres 5 'og 3' regioner, men der er sekvens divergens i deres midten region [19] angiver, at de centrale variable regioner sandsynligvis koder unikke funktioner. Mange Leb ikke-bindende stammer udtrykker tavse Baba
gensekvenser, som kan blive aktiveret af rekombination i Babb
locus danner kimære Babb /A
gener [20]. Baba udtryk in vivo
, synes imidlertid at være meget dynamisk. Eksperimentel infektion af makakaber, mus og mongolske hoppemus resulterede i tab af Baba ekspression og Leb bindende [21, 22]. Efter infektion stammer isoleret fra hoppemus indeholdt en BabA2 protein, der blev modificeret ved seks aminosyrer fra stammen anvendt til inokulering. Komplementering eksperimenter bekræftede disse seks aminosyrerester er kritiske for binding til fucosylerede blodgruppeantigener [22]. I en nylig undersøgelse, eksperimentel infektion af mongolske hoppemus resulterede i fuldstændig fravær af ekspression af Baba på seks måneder efter infektion. Tab af Baba udtryk henføres til nukleotid ændringer i Baba
gen, der resulterede i et afkortet Baba oversættelse produkt [23]. Baba-medieret adhærens af H. pylori
at Leb på overfladen af ​​epitelceller er blevet vist in vitro
under anvendelse Leb transficerede MDCK-celler, og in vivo
ved anvendelse infektion af mongolske hoppemus, at forøge cag
PAI-afhængig H. pylori
patogenicitet ved at udløse produktionen af ​​proinflammatoriske cytokiner og præcancer-relaterede faktorer [24] (figur 1A). Således ekspressionen af ​​Baba adhesin forekommer tæt forbundet med indtræden af ​​T4SS-relaterede vært celleresponser in vivo
. Tilstedeværelsen af ​​Baba
er forbundet med CagA
og Vaca
s1 alleler, og stammer, der besidder alle tre af disse gener pådrage den højeste risiko for gastrisk udvikling kræft [25].
Saba
Ekspression af sialyl-dimerisk-Lewis × glycosphingolipid opreguleres efter infektion med H. pylori
og inflammation. Dette molekyle fungerer også som en receptor for patogenet og binding medieret gennem den bakterielle OMP medlem, Saba [26]. Ingen binding til gangliosider, blev opnået med en SABA-negativ mutant stamme under anvendelse af en tyndtlagskromatografi overlay assay [27]. Infektion af mavens epitel cancercellelinie MKN45 med H. pylori
opreguleret ekspression af genet kodende β3 GlcNAc T5, en GlcNAc transferase afgørende for biosyntesen af ​​Lewis-antigener. Overekspression af dette gen i både MKN45 og AGS gastrisk adenocarcinom cellelinier føre til ekspression af Saba ligand, sialyl Lex, hvilket antyder, at H. pylori
kan modulere receptorekspression [28]. Saba er blevet identificeret som et hæmagglutinin, der binder til sialylerede strukturer, som findes på overfladen af ​​røde blodlegemer, og der er en god korrelation mellem stammerne mellem sialinsyre afhængig hæmagglutinering og sialyl Lex bindende [29]. Ligesom observationer med Baba, blev et højt polymorfi rapporteret i sialyl bindende egenskaber blandt klinisk H. pylori
isolater, hvilket antyder, at SABA tilpasser sig sin vært afhængigt af mucosale sialyleringsmønsteret af det inficerede individ [29]. Saba har også vist sig at mediere binding af H. pylori
til sialylerede dele på den ekstracellulære matrix protein laminin [30].
Alpa /B
To stærkt homologe gener betegnet Alpa
alpB
der blev også karakteriseret og vist at kode for integrerede OMP. Vedhæftning eksperimenter viste, at de også er involveret i vedhæftning af H. pylori
til humane gastrisk vævsbiopsier [31]. OMP udtryk profilering af 200 stammer fra Tyskland viste, at stort set alle kliniske isolater producerede Alpa og AlpB proteiner i modsætning til mange andre OMP, der blev produceret til meget variabel rente [32]. Senest både Alpa og AlpB proteiner er blevet vist at binde til muse laminin in vitro
og plasmid-bårne Alpa
tillagt laminin-bindende evne på E. coli
[33]. Ingen andre bindende partnere eller receptorer for Alpa og AlpB er endnu blevet identificeret. The Alpa /B l
ocus har også vist sig at påvirke værtens cellesignalering og cytokinproduktion efter infektion. Sletning af Alpa /B
gener reducerede IL-8 induktion under infektion med østasiatiske men ikke med vestlige H. pylori
stammer [34]. De Alpa /B Salg mutanter dårligt koloniseret maver C57BL /6-mus og blev forbundet med lavere mucosale niveauer af induceret KC (muse navn for human IL-8) og IL-6 [34]. I modsætning til disse resultater, i en anden nylig undersøgelse Alpa
og alpB
gen mutanter af H. pylori
SS1 induceret mere alvorlig betændelse end den parentale stamme i inficerede ørkenrotter [33].
OipA
OipA (ydre inflammatorisk protein a), der kodes af hopH
genet, blev oprindeligt identificeret som et overfladeprotein, som fremmede IL-8-produktion i en T4SS-uafhængig måde [35]. OipA ekspression af H. pylori
viste sig at være signifikant associeret med tilstedeværelsen af ​​duodenale mavesår og gastrisk cancer, høj H. pylori
densitet og alvorlig neutrofil infiltration [36]. Senere studier identificeret at hopH
knockout mutantstammer klæbet betydeligt mindre til gastriske cancercellelinjer, AGS og Kato-III, end vildtypestammer, og komplementering af den hopH
genet gendannet vedhæftningen egenskaber af hopH
mutant [37]. Tilstedeværelsen af ​​oipA
har også vist sig klart at øge produktionen af ​​IL-8 in vitro
men kun i nærværelse af den cag
PAI [32]. Yderligere indsigter kom fra infektion studier i op til 52 uger i den mongolske hoppemus model system. Alle inficerede ørkenrotter udviklet gastritis; dog betændelse var signifikant svækket i dyr inficeret med ΔcagA
, men ikke den eneste ΔvacA
eller ΔoipA
stammer [38]. Men inaktivering af oipA
faldt, nuklear lokalisering af β-catenin, en faktor involveret i transkriptionel opregulering af gener involveret i carcinogenese, og reducerede forekomsten af ​​kræft i ørkenrotter. OipA udtryk blev fundet signifikant hyppigere blandt H. pylori
stammer isoleret fra mennesker med mavekræft forstadielæsioner versus personer med gastritis alene [38]. Værten receptor for OipA forbliver imidlertid ukendt.
HopZ
hopZ
genet koder for et protein, som blev vist ved immunofluorescens at være placeret på overfladen af ​​bakterierne. En knockout-mutant stamme udviste væsentligt reduceret binding til AGS cellelinie, sammenlignet med det tilsvarende vildtypestamme [39]. Manglende produktion af HopZ ikke påvirke evnen af ​​bakterien til at kolonisere de maver marsvin [40]. Men en rolle for HopZ i kolonisering in vivo
er for nylig blevet foreslået som deletion af hopZ
reduceret evne H. pylori
at overleve i en bakteriefri transgen musemodel af kronisk atrofisk gastritis [41 ]. Desuden stammer en af ​​de få forskelle identificeret i H. pylori
isoleret fra inficerede frivillige, var en OFF /ON-kontakten i fase-variable hopZ
gen tyder stærk in vivo
valg for HopZ under kolonisering [42]. Svarende til OipA, værten receptoren for HopZ er endnu ikke blevet identificeret, og vil være en stor udfordring mål for fremtidig forskning.
Rolle cag
PAI i celleadhæsion og T4SS funktion
sammensætning H. pylori
T4SS apparat
T4SS i KAG
PAI tilhører en stor gruppe af transmembrane transportører, der ancestrally relateret til plasmid DNA konjugering systemer af Gram-negative bakterier og er blevet fundet i mange patogene og ikke- patogene organismer [9, 43, 44]. Selvom evolutionær bevaret, T4SSs er funktionelt heterogene i forhold til både de leverede substrat (DNA-protein komplekser eller proteiner) og de involverede modtagere. Modtagere kan enten være bakterier af forskellige eller samme art, eller arter fra andre riger herunder planter, svampe og mammale celler. Udover H. pylori
har T4SSs også fundet i Agrobacterium
, Legionella
, Bartonella, Bordetella
andre patogener, og består typisk af et særskilt sæt virB /D-proteiner. Sidstnævnte omfatter VirB1-VirB11 komponenter og den såkaldte kobling faktor er NTPase VirD4. Den agrobacterial T-DNA-systemet er prototypen på en T4SS transportør og dens virB proteiner er blevet klassificeret i tre grupper: (i) de formodede kerne eller kanalunderenheder (VirB6-10), (ii) de energiske dele (NTPases VirB4 og VirB11) og (iii) de pilus-associerede proteiner (VirB2 og eventuelt VirB3 og VirB5). VirB1 er en foreslået transglycosylase for begrænset lyse af murein lag på T4SS forsamling stedet i membranen [45, 46]. I tilfælde af H. pylori
T4SS, har alle ortologer af de 11 virB proteiner og VirD4 samt nogle tilbehør faktorer blevet identificeret til at blive kodet af cag
PAI [10, 47, 48]. Mutagenese af alle individuelle cag
PAI gener afsløret mindst 14 væsentlige og to tilbehør komponenter, mens nogle andre gener ikke er nødvendige for at injicere CagA [9, 49, 50]. Funktionen af ​​mange tilbehør T4SS faktorer er endnu ikke klart, men blev rollen som CagF og CagD nylig belyst. CagD synes at tjene som en potentiel multifunktionel komponent i T4SS der kan være involveret i CagA injektion ved den indre membran og kan lokalisere uden bakterier til at fremme andre responser i værtsceller [51]. Desuden CagF er en chaperone-lignende protein for CagA, der binder tæt på den carboxyterminale sekretion motiv af effektor-protein, hvilket er vigtigt for dets translokation af T4SS [52, 53]. Yderligere undersøgelser ved hjælp af gær to-hybrid teknologi, fraktionering og immunpræcipitation tilgange identificeret selektive interaktioner af talrige cag
PAI proteiner, som kan forventes at have en vigtig rolle i tidlige T4SS montage trin [50, 54].
Crystal struktur T4SS core kompleks og flere cag
PAI proteiner
En stort bidrag til vores nuværende viden om T4SS nanomachineries i bakterier kom fra opløsning af krystalstrukturer af T4SS-core fra plasmid pKM101 [45, 55]. Tre proteiner (VirB7, VirB9 og VirB10) samles i en ~ 1 megadalton struktur spænder den indre og ydre membraner. Denne kernestruktur består af 14 kopier af hvert af proteinerne og danner to lag, indsættelse i den indre og ydre membran, henholdsvis [45]. Krystalstrukturen af ​​en ~ 0,6 megadalton ydermembranen kompleks indeholdende hele O lag blev løst ved højere opløsning [55]. Sammenligning af de strukturer peger på konformationelle ændringer regulerer T4SS kanal åbning og lukning, som kunne være involveret i transporten af ​​effektor molekyler [45, 55]. Ud over disse store resultater, er der rapporteret krystal strukturer af fire individuelle strukturelle cag
PAI proteiner. Strukturen i VirB11 afslørede en hexamerisk ring kompleks med regulerende protein HP1451, der fungerer som en gating faktor i den indre membran, foreslået at bladre gennem lukkede og åbne konformationer som udløses af ATP-bindende og ATP-hydrolyse, henholdsvis [56-58 ]. Krystalstrukturerne af KAG, en 23-kDa-protein kodet af en velbevaret cag
PAI gen, hvis præcise funktion stadig vanskeligt, og CagZ, en 23-kDa protein involveret i translokation af CagA, er også blevet løst [59 , 60]. Endvidere er den strukturelle karakterisering af CagD indikerede, at den eksisterer som en kovalent dimer, hvor hver monomer foldes som et enkelt domæne, der er sammensat af tre a-helixer og fem p-strenge [51]. Desuden er strukturen i CAGL blevet modelleret baseret på krystalstrukturen tilgængelig fra TRAC af pKM101, anden VirB5 ortholog [47]. CAGL synes at danne en tre α-helix bundle struktur med en udsat domæne, hvilket er i overensstemmelse med dens offentliggjorte cirkulær dikroisme (CD) spektrum, der afslørede ~ 65% spiralformede sekvenser [61].
Endelig 2,2-Å krystal struktur af en carboxy-terminale del af CagA i kompleks med et af sine cellulære mål, den humane kinase Par1b /MARK2, blev for nylig løst [62]. Den CagA peptid interageret med kinasen som en udvidet spole. Den synlige 14-aminosyrepeptid sekvens dækkede "FPLKRHDKVDDLSK" motiv, en sekvens, der forekommer to gange i det krystalliserede CagA konstruktionen. Denne CagA peptid blev betegnet MKI (for MARK2 kinase inhibitor) analogt med PKI, en velbeskrevet peptid inhibitor af proteinkinase A. Interessant, hvorledes MKI-sekvensen af ​​CagA binder i substratet-bindende kløft Par1b /MARK2 minder om den måde, hvorpå PKI binder sig til og hæmmer PKA. Tilsammen første CagA underkonstruktionen afslørede, at den efterligner værtscelle-kinase substrater, ved hjælp af en kort MKI peptid vedhæfte til substratet bindingssted Par1b /MARK2 [62]. Men injicerede CagA også interagerer med mange andre værtscelleproteiner, der er involveret i flere signalering kaskader (figur 1A), som diskuteres andetsteds [7, 8].
Struktur af T4SS apparat i levende H. pylori

Electron mikroskopi inficere H. pylori
har vist, at samlingen af ​​T4SS induceres efter værtscelle kontakt og repræsenterer en nål-lignende struktur, der strækker sig fra den bakterielle ydre membran, også kaldet T4SS-pili [61, 63, 64 ]. Disse pili foreslås at bestå af CagC, som blev identificeret som den største VirB2 pilin subunit ortolog [65], men direkte mærkning af pili med α-VirB2 antistoffer blev ikke endnu påvist. Undersøgelser med antistof-mærkning med immunoguld har vist, at de bakterielle fremspring er udsmykket af VirB10 (CagY) [64] og VirB5 (CAGL) [61]. CagY proteiner er ca. 250 kDa i størrelse og kan variere enormt i størrelse mellem stammerne og ændringer størrelse under kolonisering af en bestemt vært. I-frame deletioner eller gentagelser rearrangementer i VirB10 kan resultere i reduceret vært antistof anerkendelse, som kan tillade immun unddragelse [66]. Den T4SS-nål base kan farves med antistoffer mod VirB7 (CAGT) og VirB9 (CagW) proteiner [63, 64]. Desuden immunogold-farvning indikerede tilstedeværelsen af ​​CagA på spidsen af ​​vedhængene giver den første direkte bevis for, at CagA kan faktisk afgives gennem pilus, en observation endnu ikke rapporteret for T4SS substrater i andre bakterier [61]. Imidlertid er transport af CagA gennem T4SS foreslået at ske ved en energi-afhængig mekanisme stimuleret af samordningen af ​​NTPases VirB4, VirB11 og VirD4 [46, 56, 67].
Der er to T4SS-pilus montage modeller foreslåede for H. pylori
. Som beskrevet ovenfor, er blevet identificeret alle orthologer af de 11 virB proteiner og VirD4 skal kodes i cag
PAI samt nogle accessoriske proteiner [10], der fører til en T4SS model ligner den i den agrobacterial T4SS (figur 1B, til venstre). I overensstemmelse med disse konklusioner, undersøgelser immunogold-mærkning indikerede, at spidserne af T4SS pilus er dekoreret med CAGL /VirB5 [61], som udviste en lignende fordeling af VirB5 ortologer på T4SS pilus i Agrobacterium
[68]. I en anden model (figur 1B, højre), er det blevet foreslået, at vedhængene i H. pylori
dækkes lokalt eller fuldstændigt ved CagY [64] og T4SS omfatter alle virB komponenter undtagen VirB5 [50]. Bemærkelsesværdigt, CagY er et meget stort protein indeholdende to transmembrane segmenter med midten region (også kaldet gentage domæne) udsat for den ekstracellulære side som en hårnål-struktur [64]. Som beskrevet ovenfor VirB10 danner den indre kerne i en fælles T4SS model [45, 55], men H. pylori
CagY /VirB10 klart adskiller sig fra deres kolleger i andre T4SSs [69]. Er det nødvendigt at undersøge således yderligere undersøgelser, hvis T4SS pilus i H. pylori
er mere svarer til den i Agrobacterium
(hovedsagelig består af VirB2 og VirB5 underenheder), eller hvis det er lavet op af CagY som store pilus protein, eller hvis det er en blanding af begge (figur 1B).
funktion T4SS afhænger af den anvendte cellesystem
Selvom H. pylori
er en mave-specifik patogen hos mennesker, infektionsstudier In vitro
har vist, at CagA kan injiceres i mange forskellige celletyper. Et resumé af humane celletyper med rapporterede modtagelighed for optagelse af T4SS-leveret CagA in vitro
er vist i tabel 2. Den største kriterium for vellykket translokation i en given cellelinie er at CagA undergår tyrosinphosphorylering (CagA PY) ved host kinaser af Src og Abl familie [70-73], som er almindeligt overvåges i cellelysater eller immunoprecipiates (IP) under anvendelse af monoklonale phosphotyrosin-specifikke antistoffer (tabel 2). Interessant, forskellige undersøgelser bemærkede betydelige celle typespecifikke forskelle i CagA PY niveauer under infektion af humane cellelinjer. Derudover injiceret CagA PY blev rapporteret for nogle celletyper fra mus og aber (tabel 3), mens udvalgte andre cellelinjer fra mennesker, hamstere eller hund syntes at være resistente for detektion af CagA PY (tabel 4 ). Som kontroller, in vitro Salg phosphorylering eksperimenter af CagA med forskellige cellelysater viste, at kinaser er aktive og kraftigt phosphoryleret CagA [74]. Således variationen i CagA PY niveauer under infektion resulterede åbenbart fra forskellige niveauer af CagA translokation [74, 75]. Der er flere scenarier, der kan forklare den observerede værtscelle specificitet. Et potentielt forklaring er, at bestemte vært celle faktorer kan være nødvendigt at aktivere T4SS. Denne aktivering kan operere på niveauet for proteinekspression. For eksempel er dette tilfældet for den type-III-sekretion apparat i Yersinia
arter [76]. Men CagA er, en af ​​de mest udbredte proteiner i proteom af H. pylori
selv i fravær af værtscellen kontakt [77], som angiver, at translokationsprocessen undertrykkes, snarere end en CagA udtryk virkning. Trods den rigelige tilstedeværelse, CagA ikke secerneres ud i supernatanten [78]. Dette repræsenterer en smart ressourcebesparende strategi minder til Shigella
arter, hvor effektor proteiner er gemt i den bakterielle cytoplasma, inden du kontakter værtsceller. I sidstnævnte tilfælde er translokation udløses af en række faktorer, såsom ekstracellulære matrixproteiner, galdesalte eller congorødt [79]. Det blev derfor foreslået, at H. pylori
T4SS måske tilsvarende aktiveret af specifikke faktorer eksponeret på overfladen af ​​specifikke målceller [61] .table 2 Rapporteret phosphorylering /injektion af CagA i menneskelig celle Lines
Cell linje
Origin
H.

• En roman indsigt i skildvagtslymfekirtel koncept baseret på 1-3 positive lymfeknuder hos patienter med pT1-2 mavekræft
• Tilstedeværelse og betydningen af ​​Helicobacter spp. i maveslimhinden portugisiske hunde