Molekylære mekanismer for gastrisk epitel celle adhesjon og injeksjon av CagA av Helicobacter pylori

Molekylære mekanismer for gastrisk epitel celle adhesjon og injeksjon av CagA av Helicobacter pylori
Abstract
Helicobacter pylori
er en svært vellykket patogen unikt tilpasset kolonisere mennesker. Gastric infeksjoner med denne bakterien kan forårsake patologi alt fra kronisk gastritt og magesår i magekreft. Mer virulente H. pylori
isolater havn rekke kjente adhesinene (Baba /B, Saba, Alpa /B, OipA og HopZ) og CAG
(cytotoxin assosierte gener) patogenitet øy som koder en type IV sekresjon system (T4SS). De adhesiner etablere tett kontakt med bakteriell vert målceller og T4SS representerer en nål-liknende pilus anordning for levering av effektor-proteiner inn i verts målceller som CagA. Baba og SABA binder til blodgruppe antigen og sialyserte proteiner henholdsvis, og en serie av T4SS komponenter, inkludert Cagi, CagL, CagY og CagA har vist seg å målrette integrin β 1 reseptoren, etterfulgt av injeksjon av CagA tvers over vertscellemembranen . Samspillet mellom CagA med membran-forankret phosphatidylserine kan også spille en rolle i leveranseprosessen. Mens store fremskritt har blitt gjort i vår nåværende forståelse av mange av de ovennevnte faktorene, vertscelle reseptorer for OipA, HopZ og Alpa /B under infeksjon er fortsatt ukjent. Her vurderer vi den siste fremskritt i karakterinteraksjonene mellom de ulike adhesinene og strukturelle T4SS proteiner med vertscelle faktorer. Bidraget av disse interaksjonene mot H. pylori
kolonisering og patogenesen er diskutert.
Nøkkelord
Helicobacter pylori
tilslutning Adhesin inte reseptor signalise type IV sekresjon Innledning
H. pylori
colonises magen av omtrent halvparten av den menneskelige verdens befolkning, som er forbundet med kronisk, ofte asymptomatisk gastritt i alle infiserte individer. Avhengig av ulike kriterier, kan mer alvorlige mage sykdommer som magesår sykdom forekommer i opp til 10-15% av smittede personer [1-3]. H. pylori
infeksjoner er vanligvis diagnostisert med en sterk betennelsesreaksjon, men bakteriene utviklet mange mekanismer i utviklingen for å unngå gjenkjennelse og klarering av vertsforsvars machineries, og hvis den ikke behandles med antibiotika, kan de bli til liv. H. pylori
indusert gastritt er den sterkeste entall risikofaktor for å utvikle kreft i magen; imidlertid bare en liten andel av infiserte individer utvikler malignitet, for eksempel slimhinner-assosiert lymfoid vev (MALT) lymfom og til og med gastrisk adenokarsinom [1-3]. Adenokarsinom i ventrikkel utgjør den nest største årsaken til kreft-assosiert død på verdensbasis, og ca 700 000 mennesker dør av denne kreft årlig [3]. Den kliniske resultatet av infeksjon med H. pylori
er avhengig av et svært komplekst scenario av host-patogen crosstalk. Sykdomsprogresjon bestemmes av forskjellige faktorer, inkludert genetisk predisposisjon av verten, den bakterielle genotype og miljøparametere [1-3]. De cellulære og molekylære mekanismer utviklet av H. pylori
å undergrave vertsforsvarsstrategier har vært under intens etterforskning over hele verden.
Kliniske H. pylori
stammer er svært mangfoldig både i deres genetiske informasjon og potensial til å indusere patogenitet. Myriader av bakterielle faktorer har blitt rapportert å påvirke patogenesen av H. pylori-infeksjoner
. Det er to klassiske virulens-determinanter uttrykt av H. pylori
, den CagA proteinet kodet for av den cytotoksinet-assosierte gener patogenitet øy (CAG
PAI) og vacuolating cytotoksinet (Vaca). Utskilt Vaca kan utløse ulike reaksjoner inkludert pore-formasjonen i vertscellemembran, modifisering av endo-lysosomal trafficking, cellulær vakuolisering, immunceller hemming og apoptose. Vaca aktiviteter er uthevet i flere oversiktsartikler [1-4], og vil ikke bli diskutert her. I midten av nittitallet, til den CAG
PAI ble fullstendig sekvensert fra en rekke H. pylori
stammer, og fant representerer en 40-kb DNA-innsetting element i kromosomet, som er flankert av 31-bp direkte gjentagelser og bærer opp 32 gener [5, 6]. Stor vitenskapelig interesse konsentrerer seg om CagA protein som er til stede i mer virulente isolater, men er vanligvis fraværende i mindre virulente H. pylori
stammer. Således CagA tjener som en virulens markør for CAG
PAI [7, 8]. Arbeidet i de siste ti årene har vist at CAG
PAI koder type IV sekresjon system (T4SS) som injiserer CagA til målceller der det bryter med flere vertscelle signalkaskader [9, 10]. Andre velbeskrevne patogenitet-forbundet mekanismer inkluderer flagdrevet bakteriell motilitet, urease-mediert nøytralisering av pH, HtrA-mediert spalting av E-cadherin, modifisering av vertscellen kolesterol, Shedding av ytre-membran vesikler og peptidoglykan-avhengige immunresponser [ ,,,0],1-3, 11-13]. I tillegg gjennomfører H. pylori
flere klassisk overflate adhesinene tillater tett tilslutning av bakteriene til mage epitelceller. Her vurderer vi de ulike molekylære vedheft strategier for H. pylori
til mage epiteliale målceller som letter bakteriell binding. Vi diskuterer også struktur og funksjon av T4SS, og hvordan den får kontakt med vertscelleoverflate faktorer å injisere CagA effektor protein.
Rolle den klassiske H. pylori
adhesinene
Intensiv forskning de siste årene har vist at H. pylori
koder for et bredt sett av forskjellige klebeevne faktorer, hvorav noen tilsvarende vertscellereseptoren (e) har blitt identifisert (tabell 1). Den H. pylori
genomer fra ulike stammer inneholde mer enn 30 gener som koder for ytre membranproteiner (OMP) som har blitt delt inn Hop (Helicobacter
ytre membran poriner) og Hor (hop-relatert) undergrupper. The Hop familie av proteiner inneholder flere godt beskrevet adhesinene av H. pylori
som baba, Saba, Alpa /B, HopZ og OipA. Men blant kliniske stammer av H. pylori
betydelig mangfold i uttrykket av OMP eksisterer. Dette antas å gjenspeile et seleksjonspress for bakteriell adhesjon som kan være forskjellig både på tvers og i infiserte individer over tid. Det er blitt vist at noen av de klassiske adhesjonsmolekyler som diskuteres nedenfor opptre i forbindelse med faktorer fra den CAG
PAI for å highjack flere vertscelleprosesser inkludert forandret transkripsjon, cytoskeletal rearrangementer, åpning av celle-til-celle kryss inntrer av betennelse og andre som oppsummert i en forenklet modell (figur 1A) .table 1 Kjennetegn på CAG
PAI-uavhengig og CAG
PAI-avhengig verts celle adhesjon factorsa
Bakteriell faktor Book Rapportert vert reseptor
cellesystemer brukes
H. pylori
stammer brukt
anvendt metoder Book Referanser
Baba
Fucosylated blodtype antigener Leb, og H1
menneske mage vevsdelene
P466 , CCUG17875, A5, M019, 26695
RIA, Receptor forskyvning asssay, Scatchard analyse, product: [14]
Leb, H1, A, ALeb, og bleb -
P466, CCUG17875, J99
Overlegg bindingsstudier med radiomerkede glycoconjugates product: [15]
Babb
Unknown -
- -
-
SABA
sialylert dimer Lewis x, sialyl Lea antigen
Menneskelig og ape mage seksjoner vev
CCUG17875, J99, 26695, SM165, WU12
RIA og Scatchard analyse product: [26]
Laminin -
J99
Glykokonjugat rekke bindingsstudier product: [30]
OipA
ukjent
AGS, KATO-III
B128, G27
Bakterielle etterlevelse analyser product: [37]
Alpa /B
Laminin -
26695, SS1
Flowcytometri, Biacore bindingsstudier, overflate tilslutning analysen product: [33]
HopZ
Unknown
AGS
ATCC43504, 342, 326/01
AGS celleadhesjonsprosesser analyser product: [39]
CagA
β1 inte
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD med magnetisk perler, FACS, BIAcore bindingsstudier product: [82]
phosphatidylserine
AGS
NCTC11637 bindende studier, CF, AB blokkering, IF product: [83]
Cagi
β1 inte -
-
Y2H, PD med magnetiske kuler, FACS product: [82]
CagL
β1 inte
AGS, GD25 vs. GD25β1, HeLa, mus fibroblaster
P1, P12
BIAcore bindingsstudier, Peptide konkurranse, celleadhesjonsprosesser analyser, AB blokkering, CF product: [61, 81]
CagY
β1 inte
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD med magnetiske kuler, FACS product: [82]
en Forkortelser: AB (antistoff); CF (mobil fraksjone); FACS (fluorescens-aktivert cellesortering); IF (samlokalisering av immunfluorescens); PD (pull-down eksperimenter); RIA (radioimmuno assay); Y2H (gjær to hybrid skjerm).
Figur 1 H. pylori interaksjoner med epitelceller synliggjøre rollene til adhesinene og type-IV sekresjon system (T4SS) kodet av CAG PAI. (A) (1) H. pylori
adhesiner medierer apikale binding til kjente og ukjente reseptorer på gastrisk epitelium og sannsynligvis også direkte signaloverføring som indikert. (2) Oppregulering av transkripsjonsfaktorer så som NF-kB fører til produksjonen av pro-inflammatoriske cytokiner og kjemokiner. (3) Utskillelse av mediatorer ved basolaterale overflater tiltrekker immunceller til stedet for infeksjon. (4) Ved vertscellen kontakt, H. pylori
monterer T4SS pili på deres overflate slik at levering av molekyler, CagA og peptidoglykan, fra bakteriell cytoplasma i vertsceller. CAG
PAI proteiner (CagA, Cagi, CagL og CagY) samhandle med integrin reseptorer. Interaksjoner med fosfatidylserin (PS) og kolesterol i lipid flåter er også involvert i T4SS prosesser. T4SS og CagA er involvert i en rekke cellulære effekter, inkludert forstyrrelse i celle-til-celle kryss (5), cytoskeletal rearrangementer (6) og kjernesignalering (7). (B) To modeller for den sammensatte T4SS maskiner i H. pylori
er foreslått. Model-en går ut i fra VirB1-11 proteiner, koblingsfaktoren VirD4 og tilbehørs faktorer som CagF (en foreslått anstand av CagA) sammen på en lignende måte som er foreslått for A. tumefaciens
T4SS [10]. Modell-2 forutsetter at T4SS krever de samme Virb /D-proteiner som modell-en med to store forskjeller. Den T4SS pilus overflaten er dekket med CagY (VirB10) molekyler og VirB5 er utelukket [50]. H. pylori
VirB10 er et meget stort protein (~ 250 kDa) som bærer to transmembranområdene for dannelse av en hårnål-sløyfe struktur i pilus som beskrevet [64]. En immunmerking av sløyfen region i CagY indikerte at denne er utsatt for det ekstracellulære rom og transporteres til pilus overflaten av en ukjent mekanisme [64]. Forkortelser: AJ (adherens krysset); HtrA (Høy temperatur krav A protease); Leb (Lewis B-antigener); Mii (makrofag); NTP (nukleotid trifosfat); NDP (nukleotid difosfat); P (fosfat gruppe); SDL (sialyl-dimer-Lewis × glykosphingolipid); TJ (tight junction).
Baba
OMP medlem Baba var den første H. pylori
adhesin oppdaget. BABA medierer binding av bakterier til Lewis B-antigener, Leb [14] og beslektede terminale fucose rester som finnes i blodgruppe O (H-antigen), A og B-antigener [15] som er uttrykt på gastrisk mucosa. Multiple kromosom loci og lene for Baba har blitt rapportert å eksistere og Leb bindingsaktivitet ble vist å være tilrettelagt av BabA2 allel [14]. Imidlertid tyder nyere arbeid som BabA1 lene forekommer svært sjelden, og er vanskelig å oppdage [16] Betydelige aminosyre polymorfismer finnes blant Baba proteiner uttrykt av ulike stammer [17]. Diversity vises også med hensyn til binding av stammer til Leb og Baba uttrykk, og bindingsaffinitet for A-, B- og O-antigener korrelerer med blodgruppe antigen ekspresjon i verts [15, 18]. En nært beslektet gen Babb
, koder for en oversettelse produkt som har betydelig N- og C-terminal likheten i Baba. Baba
og babb
er nesten identisk i sine 5 'og 3' regioner, men det er sekvens divergens i deres midten region [19] indikerer at de sentrale variable regioner sannsynlig kode unike funksjoner. Mange Leb ikke-bindende stammer uttrykke stille Baba
gensekvenser som kan bli aktivert ved rekombinasjon inn i Babb
locus danne kimære Babb /A
gener [20]. Baba ekspresjon in vivo
synes imidlertid å være meget dynamisk. Eksperimentell infeksjon av rhesusape, mus og mongolske ørkenrotte resulterte i tap av Baba uttrykk og Leb bindende [21, 22]. Etter infeksjon stammer isolert fra ørkenrotte inneholdt en BabA2 protein som ble modifisert ved seks aminosyrer fra stammen anvendes for inokulering. Komplemente eksperimenter bekreftet disse seks aminosyrerester som er avgjørende for binding til fucosylated blodgruppeantigener [22]. I en fersk undersøkelse, eksperimentell infeksjon av mongolske ørkenrotte resulterte i fullstendig fravær av uttrykk for Baba på seks måneder etter infeksjonen. Tap av Baba uttrykk skyldtes nukleotid endringer i Baba
genet som resulterte i en avkortet Baba oversettelse produktet [23]. Baba-mediert tilslutning av H. pylori
til Leb på overflaten av epitelceller er blitt vist in vitro
, ved hjelp av Leb transfekterte MDCK-celler, og in vivo
, ved hjelp av infeksjon av mongolske ørkenrotte, for å øke CAG
PAI-avhengige H. pylori
patogenitet ved å utløse produksjon av proinflammatoriske cytokiner eller forstadium for kreft-relaterte faktorer [24] (figur 1A). Dermed synes uttrykket av Baba adhesin tett koblet til utbruddet av T4SS-relaterte verten celle responser in vivo
. Tilstedeværelsen av Baba
er assosiert med CagA Hotell og Vaca
s1 alleler, og stammer som innehar alle disse tre genene pådra høyest risiko for magekreft utvikling [25].
SABA
uttrykk for sialyl-dimer-Lewis × glykosphingolipid er oppregulert ved infeksjon med H. pylori Hotell og betennelse. Dette molekylet fungerer også som en reseptor for patogen og binding er formidlet gjennom bakteriell OMP-medlem, Saba [26]. Ingen binding til gangliosider ble oppnådd med en Saba-negativ mutant-stamme ved hjelp av en tynnsjiktskromatografi overlagsanalysen [27]. Infeksjon av gastrisk epitelisk cancer cellelinje MKN45 med H. pylori
oppregulert ekspresjon av genet som koder for GlcNAc β3 T5, en GlcNAc-transferase avgjørende for biosyntesen av Lewis-antigener. Overekspresjon av dette genet i både MKN45 og AGS gastrisk adenokarsinom cellelinjer fører til uttrykk av SABA ligand, sialyl Lex, noe som tyder på at H. pylori
kan modulere reseptor uttrykk [28]. SABA har blitt identifisert som et hemagglutinin som binder seg til sialyserte strukturer som finnes på overflaten av røde blodceller, og det er en god korrelasjon mellom stammene mellom sialinsyre avhengig hemagglutinasjon og sialyl Lex binding [29]. Som observasjoner med Baba, ble en høy grad av polymorfisme rapportert i sialyl bindende egenskaper blant klinisk H. pylori
isolater, noe som tyder på at Saba tilpasser seg sin vert avhengig av slimhinne sialylering mønster av den infiserte enkelte [29]. Saba har også vist seg å megle binding av H. pylori
å sialyserte delene på den ekstracellulære matrix protein laminin [30].
Alpa /B
To sterkt homologe gener kalles Alpa Hotell og alpB
ble også preget og vist å kode for integrerte OMP. Vedheft eksperimenter indikerte at de er også involvert i etterlevelse av H. pylori
menneskelige mage vev biopsi [31]. OMP ekspresjon profilering av 200 stammer fra Tyskland avslørte at praktisk talt alle kliniske isolater produsert Alpa og AlpB proteiner i motsetning til mange andre OMP'er som ble produsert ved meget variable priser [32]. Nylig både Alpa og AlpB proteiner har vist seg å binde seg til mus laminin in vitro Hotell og plasmid-borne Alpa
konferert laminin-bindende evne på E. coli product: [33]. Ingen andre bindende partnere eller reseptorer for Alpa og AlpB har ennå ikke blitt identifisert. The Alpa /B l
ocus har også vist seg å påvirke vertscelle signalisering og cytokin produksjon på infeksjon. Sletting av Alpa /B
gener redusert IL-8 induksjon under infeksjon med østasiatisk men ikke med Western H. pylori
stammer [34]. Alpa /B-
mutanter dårlig kolonis magen på C57BL /6-mus og ble assosiert med lavere nivåer av slimhinne indusert KC (mus navn for human IL-8) og IL-6 [34]. I motsetning til disse resultatene, i en annen fersk undersøkelse Alpa Hotell og alpB
genet mutanter av H. pylori
SS1 indusert mer alvorlig betennelse enn foreldre belastning i infiserte ørkenrotter [33].
OipA
OipA (ytre inflammatorisk protein A), kodet for av hopH
-genet, ble først identifisert som et overflateprotein som fremmet IL-8-produksjon i en T4SS-uavhengig måte [35]. OipA ekspresjon av H. pylori
ble vist å være signifikant assosiert med tilstedeværelse av duodenalsår og magekreft, høy H.pylori
tetthet, og alvorlig neutrofil infiltrering [36]. Senere studier identifisert at hopH
knockout mutantstammer levd betydelig mindre magekreft cellelinjer, AGS og Kato-III, enn villtype stammer, og komplementering av den hopH
genet restaurert de overholdelse egenskaper av hopH
mutant [37]. Tilstedeværelsen av oipA
har også vist seg å tydelig øke produksjonen av IL-8 in vitro
men bare i nærvær av det cag
PAI [32]. Ytterligere innsikt kom fra infeksjonsstudier i inntil 52 uker i den mongolske gerbil modellsystem. Alle infiserte gerbils utviklet gastritt; Men betennelse ble betydelig svekket i dyr infisert med ΔcagA
, men ikke den eneste ΔvacA
eller ΔoipA
stammer [38]. Men inaktivering av oipA
redusert kjernefysiske lokalisering av β-catenin, en faktor involvert i transcriptional oppregulering av gener involvert i kreftutvikling, og reduserte forekomsten av kreft i ørkenrotte. OipA uttrykk ble påvist signifikant hyppigere blant H. pylori
stammer isolert fra mennesker med magekreft forstadier versus personer med gastritt alene [38]. Verten reseptor for OipA forblir imidlertid ukjente.
HopZ
hopZ
-genet koder for et protein som ble vist ved immunofluoresence å være plassert på overflaten av bakteriene. En knockout-mutant stamme viste signifikant redusert binding til AGS cellelinjen, sammenlignet med den tilsvarende villtypestamme [39]. Manglende produksjon av HopZ ikke påvirke evnen til bakterien å kolonisere magen på marsvin [40]. Men en rolle for HopZ i koloniseringen in vivo
er nylig blitt foreslått som sletting av hopZ
redusert evne til H. pylori
til å overleve i en bakterie-fri transgen musemodell for kronisk atrofisk gastritt [41 ]. I tillegg stammer som en av de få forskjellene som er identifisert i H. pylori
isolert fra infiserte frivillige, var en AV /PÅ bryteren i fase-variabel hopZ
genet som tyder på sterk in vivo
utvalg for HopZ under kolonisering [42]. I likhet med OipA, vert reseptoren for HopZ ennå ikke er identifisert og vil være en viktig utfordrende mål for fremtidig forskning.
Rolle CAG
PAI i celle adhesjon og T4SS funksjon
sammensetning H. pylori
T4SS apparat
T4SS i CAG
PAI tilhører en stor gruppe av trans transportører som er slekts relatert til plasmid DNA konjugering systemer av Gram-negative bakterier og er funnet i mange patogene og ikke- patogene organismer [9, 43, 44]. Selv evolusjonære konservert, T4SSs er funksjonelt heterogen med hensyn til både de leverte substrat (DNA-proteinkomplekser eller proteiner) og de involverte mottakere. Mottakere kan være enten bakterier av ulike eller samme art, eller arter fra andre riker, inkludert planter, sopp og pattedyrceller. Foruten H. pylori
, har T4SSs også blitt funnet i Agrobacterium
, Legionella
, Bartonella, Bordetella Hotell og andre patogener, og består typisk av en distinkt sett av Virb /D-proteiner. Sistnevnte omfatter de VirB1-VirB11 komponenter og den såkalte koblingsfaktoren, den NTPase VirD4. Den agrobacterial T-DNA system er prototypen på en T4SS transportør og dets Virb proteiner har blitt klassifisert i tre grupper: (i) de antatte kjerne eller kanal subenheter (VirB6-10), (ii) den energiske komponenter (den NTPases VirB4 og VirB11) og (iii) pilus-assosierte proteiner (VirB2, og muligens VirB3 og VirB5). VirB1 er en foreslått transglycosylase for begrenset lyse av murein lag på T4SS montering området i membranen [45, 46]. I tilfelle av H. pylori
T4SS, har alle ortologer av de 11 Virb proteiner og VirD4 samt noen tilleggsfaktorer er identifisert til å være kodet av CAG
PAI [10, 47, 48]. Mutagenese av alle individuelle CAG
PAI gener avslørt minst 14 essensielle og to tilbehørskomponenter mens noen andre gener ikke er nødvendig for å injisere CagA [9, 49, 50]. Funksjonen av mange tilbehørs T4SS faktorer er ennå ikke klart, men rollen CagF og CagD ble nylig belyst. CagD synes å tjene som en potensiell multifunksjonell komponent av T4SS som kan være involvert i CagA injeksjon ved den indre membran, og kan lokalisere utenfor bakterier for å fremme andre responser i vertsceller [51]. I tillegg er CagF en anstand-lignende protein for CagA som binder seg tett til den karboksy-terminale sekresjon motiv av effektoren protein, noe som er viktig for dets translokasjon av den T4SS [52, 53]. Videre studier ved bruk av gjær to-hybrid teknologi, fraksjonering og immunoprecipitation tilnærminger identifisert selektive interaksjoner av mange CAG
PAI proteiner som sannsynligvis vil ha en viktig rolle i tidlige T4SS monteringen [50, 54].
Crystal struktur av T4SS kjerne kompleks og flere CAG
PAI proteiner, En viktig bidrag til vår nåværende kunnskap om T4SS nanomachineries i bakterier kom fra oppløsning av krystallstrukturer av T4SS-kjernen fra plasmid pKM101 [45, 55]. Tre proteiner (VirB7, VirB9 og VirB10) montere inn en ~ 1 megadalton struktur som strekker seg over de indre og ytre membraner. Denne kjernestrukturen består av 14 kopier av hver av proteiner og danner to lag, å sette inn i den indre og ytre membran, henholdsvis [45]. Krystallstrukturen av et ~ 0,6 megadalton ytre-membran-komplekset inneholdende hele O-laget ble løst ved høyere oppløsning [55]. Sammenligning av strukturene peker til konformasjonsendringer som regulerer T4SS kanal åpning og lukking, som kan være involvert i transport av effektor molekyler [45, 55]. I tillegg til disse viktige funnene, har krystallstrukturer av fire individuelle struktur cag
PAI-proteiner blitt rapportert. Strukturen av VirB11 avslørte en heksa ring kompleksdannet med det regulatoriske protein HP1451, som fungerer som en gating faktor i den indre membran, foreslått å bla gjennom lukkede og åpne konformasjoner som utløses av ATP-bindende og ATP-hydrolyse, henholdsvis [56-58 ]. Det krystallstrukturer av CagS, et 23-kDa-proteinet kodet av en godt konservert cag
PAI-gen hvis nøyaktige funksjon fortsatt ukjent, og CagZ, et 23-kDa-protein som er involvert i translokasjon av CagA, er også blitt løst [59 , 60]. Videre er strukturell karakterisering av CagD indikerte at det eksisterer som en kovalent dimer hvor hver monomer folder som et enkelt domene som er sammensatt av tre a-helikser og fem p-kjeder [51]. I tillegg har strukturen av CagL blitt modellert basert på krystallstrukturen tilgjengelig fra TRAC av pKM101, en annen VirB5 ortolog [47]. CagL synes å danne et tre α-heliks bunt struktur med en eksponert domene, som er i overensstemmelse med sin publiserte sirkulærdikroismeanalyse (CD) spektrum som avslørte ~ 65% spiralformede sekvenser [61].
Slutt, 2,2-Å krystall strukturen av en karboksy-terminal del av CagA i kompleks med en av sine cellulære mål, de humane kinase Par1b /Mark2, ble nylig løst [62]. Den CagA peptid samhandlet med kinase som en utvidet coil. Den synlige 14-aminosyre peptidsekvens spredte "FPLKRHDKVDDLSK" motiv, en sekvens som forekommer to ganger i krystallisert CagA konstruere. Denne CagA peptid ble oppkalt MKI (for Mark2 kinase inhibitor) i analogi til PKI, et vel beskrevne peptidet hemmer av proteinkinase A. Interessant, den måte på hvilken den MKI sekvensen av CagA binder i underlaget-bindende kløft Par1b /Mark2 minner om den måte ved hvilken PKI binder seg til og hemmer PKA. Til sammen den første CagA understellet avslørte at det etterligner vertscelle kinase underlag, ved hjelp av et kort MKI peptid å feste til underlaget bindingssetet av Par1b /Mark2 [62]. Imidlertid injisert CagA interagerer også med en rekke andre vertscelleproteiner som er involvert i flere signaleringskaskader (figur 1A), som er omtalt andre steder [7, 8].
Oppbygging av T4SS anordningen i levende H. pylori

Electron microcopy for å infisere H. pylori
har vist at sammenstillingen av T4SS induseres etter vertscelle kontakt og representerer en nål-lignende struktur som strekker seg fra den bakterielle ytre membran, også kalt T4SS-pili [61, 63, 64 ]. Disse pili er foreslått å bestå av CagC, som ble identifisert som den viktigste VirB2 Pilin subenhet ortolog [65], imidlertid, direkte merking av den pili med α-VirB2-antistoffer ble ikke påvist ennå. Studier ved hjelp av antistoff-merking med immungull har vist at bakteriefremspring er dekorert av VirB10 (CagY) [64] og VirB5 (CagL) [61]. CagY proteiner er omtrent 250 kDa i størrelse og kan variere enormt i størrelse mellom spenninger og endringer i størrelse i løpet av koloniseringen av en gitt vert. I-frame slettinger eller duplikasjoner rearrangements i VirB10 kan resultere i redusert verts antistoff anerkjennelse som kan tillate immununndragelser [66]. Den T4SS-nål basen kan farges med antistoffer mot VirB7 (CagT) og VirB9 (CagW) proteiner [63, 64]. I tillegg er en immun-farging indikerte tilstedeværelse av CagA på spissen av vedheng, som gir den første direkte bevis på at CagA kan faktisk leveres gjennom pilus, en observasjon ennå ikke rapportert for T4SS substrater i andre bakterier [61]. Imidlertid er transport av CagA gjennom T4SS foreslått å skje ved en energiavhengig mekanisme stimulert av samordnet aksjon av NTPases VirB4, VirB11 og VirD4 [46, 56, 67].
Det er to T4SS-pilus montering modeller foreslåtte for H. pylori
. Som beskrevet ovenfor, har alle ortologer av de 11 Virb proteiner og VirD4 blitt identifisert til å være kodet i CAG
PAI samt noen tilbehør proteiner [10], som fører til en T4SS modell lik som den agrobacterial T4SS (Figur 1B, til venstre). I tråd med disse konklusjonene, immunogold-merking studier indikerte at tuppene på T4SS pilus er innredet med CagL /VirB5 [61], som viste en tilsvarende fordeling av VirB5 ortologer på T4SS pilus i Agrobacterium product: [68]. I en annen modell (figur 1 B, høyre), har det blitt foreslått at vedheng i H. pylori
er dekket lokalt eller helt av CagY [64] og den T4SS omfatter alle Virb komponenter, bortsett fra VirB5 [50]. Bemerkelsesverdig, er CagY et veldig stort protein som inneholder to trans segmenter med midten regionen (også kalt gjenta domene) eksponert for den ekstracellulære side som en hårnål-lignende struktur [64]. Som beskrevet ovenfor, danner VirB10 den indre kjerne i et felles T4SS modell [45, 55], men H. pylori
CagY /VirB10 tydelig skiller seg fra deres motstykker i andre T4SSs [69]. Dermed videre studier er nødvendig for å undersøke om T4SS pilus i H. pylori
er mer lik som i Agrobacterium product: (i hovedsak består av VirB2 og VirB5 subenheter) eller om det er gjort opp for CagY som store pilus protein, eller hvis det er en blanding av begge (figur 1B).
funksjon av T4SS er avhengig av den anvendte cellesystemet
Selv H. pylori
er en mage-spesifikk patogen hos mennesker, infeksjonsstudier in vitro
har vist at CagA kan injiseres i mange forskjellige celletyper. En oppsummering av humane celletyper med rapportert mottakelighet for opptak av T4SS levert CagA in vitro
er vist i tabell 2. Den viktigste kriterium for vellykket translokasjon i en gitt cellelinje, er at CagA undergår tyrosinfosforylering (CagA PY) av verts kinaser av Src-familie og Abl [70-73], som vanligvis overvåket i cellelysater eller immunoprecipiates (IPS) ved bruk av monoklonale fosfotyrosin-spesifikke antistoffer (Tabell 2). Interessant, ulike studier bemerket betydelige celletypespesifikke forskjeller i CagA PY nivåer under infeksjon av humane cellelinjer. I tillegg injiseres CagA PY ble rapportert for enkelte celletyper fra mus og aper (tabell 3), mens andre utvalgte cellelinjer fra menneske, hamster eller hund viste seg å være resistente for deteksjon av CagA PY (tabell 4 ). Som kontroller in vitro
fosforylering eksperimenter CagA med ulike cellelysatene viste at kinaser er aktive og sterkt fosforylert CagA [74]. Således er variasjonen i CagA PY nivåer under infeksjon tydeligvis var et resultat av forskjellige nivåer av CagA trans [74, 75]. Det er flere scenarier som kan forklare den observerte vertscelle spesifisitet. En mulig forklaring er at spesifikke vertscelle faktorer kan være nødvendig å aktivere T4SS. Denne aktiveringen kan operere på nivå med proteinekspresjon. For eksempel er dette tilfellet for den type-III sekresjon apparat i Yersinia
arter [76]. Imidlertid er CagA en av de mest rikelige proteiner i proteomet av H. pylori
selv i fravær av vertscellekontakt [77] som indikerer at trans prosessen er fortrengt, i stedet for en CagA uttrykk effekt. Faktisk, til tross for dets tilstedeværelse rikelig, CagA ikke er utskilt i supernatanten [78]. Dette representerer en smart ressursbesparende strategi som minner til Shigella-
art, hvor effektor-proteiner er lagret i den bakterielle cytoplasma før kontakt med vertsceller. I det sistnevnte tilfellet blir trans utløses av en rekke faktorer, slik som ekstracellulære matriksproteiner, gallesalter eller kongorødt [79]. Det ble derfor foreslått at H. pylori
T4SS kan likeledes aktiveres av spesifikke faktorer eksponert på overflaten av spesifikke målceller [61] .table 2 Rapportert fosforylering /injeksjon av CagA i menneskecelle linesa
Cell linje
Origin
H.

• En roman innsikt av sentinel lymfeknute konsept basert på 1-3 lymfeknuter hos pasienter med pT1-2 mage cancer
• Tilstedeværelse og betydningen av Helicobacter spp. i mageslimhinnen av portugisisk dogs