Mecanismos moleculares de adesão celular epitelial gástrica e injeção de CagA por mecanismos moleculares Helicobacter pylori

de adesão celular epitelial gástrica e injeção de CagA por Helicobacter pylori
Abstract
Helicobacter pylori
é um patógeno de grande sucesso adaptados exclusivamente para colonizar os seres humanos. infecções gástricas com esta bactéria pode induzir patologia variando de gastrite e úlceras pépticas crônicas para câncer gástrico. Mais virulenta H. pylori
isolados abrigam numerosas adesinas bem conhecidas (Baba /B, Saba, Alpa /B, OIPA e hopZ) eo cag
(genes associados à citotoxina) ilha de patogenicidade que codificam um sistema de secreção do tipo IV (T4SS). As adesinas bacterianas estabelecer um contacto apertado com as células alvo do hospedeiro e a T4SS representa um dispositivo de pilus de tipo agulha para a administração de proteínas efectoras para células alvo hospedeiras, tais como CagA. BabA e Saba se ligam ao antigénio de grupo sanguíneo e proteínas sialiladas, respectivamente, e uma série de componentes T4SS incluindo CAGI, CAGL, cagy e CagA foram mostrados para segmentar os β integrina 1 receptor seguida por injecção de CagA, através da membrana da célula hospedeira . A interacção de CagA com fosfatidilserina ancorado à membrana podem também desempenhar um papel no processo de entrega. Enquanto o progresso substancial foi feito em nossa compreensão atual de muitos dos fatores acima, os receptores da célula hospedeira para OIPA, hopZ e Alpa /B durante a infecção ainda são desconhecidos. Aqui nós revemos os recentes progressos na caracterização das interações das diversas adesinas e proteínas T4SS estruturais com fatores de células hospedeiras. A contribuição dessas interações para H. pylori
colonização e patogênese é discutido.
Palavras-chave
Helicobacter pylori
adesão adesina receptor integrina tipo de sinalização de secreção IV Introdução
H. pylori coloniza
o estômago de cerca de metade da população mundial humana, que está associada com crónica, gastrite frequentemente assintomáticos, em todos os indivíduos infectados. Dependendo de vários critérios, doenças gástricas mais graves, incluindo úlceras pépticas podem ocorrer em até 10-15% das pessoas infectadas [1-3]. infecções H. pylori
são comumente diagnosticado com uma resposta inflamatória forte, mas as bactérias desenvolveram numerosos mecanismos durante a evolução para evitar reconhecimento e apuramento pelas máquinas de defesa do hospedeiro, e se não for tratada com antibióticos, que podem persistir por toda a vida. H. pylori
induzida por gastrite é o mais forte fator de risco singular para o desenvolvimento de cancros do estômago; no entanto, apenas uma pequena proporção de indivíduos infectados desenvolvem a doença maligna tal como (MALT) linfoma do tecido linfóide associado à mucosa gástrica e adenocarcinoma do mesmo [1-3]. adenocarcinoma gástrico constitui a segunda principal causa de morte associado a um cancro em todo o mundo, e cerca de 700.000 pessoas morrem anualmente desta doença maligna [3]. O resultado clínico da infecção por H. pylori
é dependente de um cenário muito complexo de diafonia hospedeiro-patogénio. A progressão da doença é determinada por vários factores, incluindo a predisposição genética do hospedeiro, o genótipo bacteriano e parâmetros ambientais [1-3]. Os mecanismos celulares e moleculares desenvolvidas por H. pylori
para minar as estratégias de defesa do hospedeiro têm estado sob intensa investigação a nível mundial.
H. pylori
estirpes clínicas são altamente diversificada, tanto em sua informação genética e potencial para induzir patogenicidade. Miríades de factores bacterianas têm sido relatados para influenciar a patogénese das infecções de H. pylori
. Existem dois determinantes de virulência expressos clássicos por H. pylori
, a proteína CagA codificadas pelos genes associada à patogenicidade citotoxina ilha (CAG
PAI) e a citotoxina vacuolar (VacA). Segregada VacA pode desencadear várias respostas, incluindo a formação de poros na membrana da célula hospedeira, a modificação de tráfico endo-lisossomal, vacuolização celular, inibição celular imune e apoptose. atividades de vaca são destacadas em vários artigos de revisão [1-4] e não será discutido aqui. Em meados dos anos noventa, a cag
PAI foi totalmente sequenciado a partir de várias H. pylori
estirpes e encontraram a representar um elemento de inserção de ADN de 40 kb no cromossoma, que é ladeada por 31 pb repetições directas e levando-se 32 genes [5, 6]. grande interesse científico concentra-se a proteína CagA que está presente em isolados mais virulentos, mas é tipicamente ausente em estirpes de H. pylori
menos virulentos. Assim, CagA serve como um marcador de virulência para o CAG
PAI [7, 8]. Trabalho nos últimos dez anos tem mostrado que a cag
PAI codifica sistema de secreção tipo IV (T4SS) que injeta CagA em células alvo onde ele interfere com cascatas de sinalização célula hospedeira múltipla [9, 10]. Outros mecanismos associada à patogenicidade bem descritos incluem clivagem motilidade bacteriana, a neutralização mediada por urease de pH, HtrA mediada impulsionado-flagelos de E-caderina, modificação de colesterol célula hospedeira, derramamento de vesículas de membrana externa e as respostas imunitárias de peptidoglicano-dependentes [ ,,,0],1-3, 11-13]. Além disso, o H. pylori
transporta várias adesinas de superfície clássico permitindo a aderência apertada das bactérias às células epiteliais gástricas. Aqui nós revemos as várias estratégias de adesão molecular de H. pylori
para células alvo epiteliais gástricas que facilitam a ligação bacteriana. Nós também discutir a estrutura e função do T4SS, e como ele faz contato com fatores de superfície da célula hospedeira para injetar a proteína CagA efetoras.
Papel do clássico H. pylori
adesinas
A pesquisa intensiva nos últimos anos tem demonstrado que o H. pylori
codifica um amplo conjunto de vários factores de adesão, para alguns dos quais o receptor da célula hospedeira correspondente (s) tenham sido identificadas (quadro 1). A H. pylori
genomas de várias estirpes de conter mais de 30 genes que codificam para proteínas da membrana externa (OMPs), que foram divididos em lúpulo (Helicobacter
porinas da membrana externa) e Hor subgrupos (relacionada-hop). A família Hop de proteínas inclui diversas adesinas bem descritas de H. pylori
como Baba, Saba, Alpa /B, hopZ e OIPA. No entanto, entre as estirpes clínicas de H. pylori
diversidade considerável na expressão de OMPs existe. Isto é pensado de modo a reflectir uma pressão selectiva para a aderência de bactérias que podem diferir tanto entre e dentro dos indivíduos infectados ao longo do tempo. Demonstrou-se que algumas das moléculas de adesão clássicos discutidos abaixo ato em conjunto com factores do cag
PAI, a fim de sequestrar vários processos celulares de hospedeiros, incluindo transcrição alterados, rearranjos do citoesqueleto, abertura de junções célula-a-célula, o início da inflamação e outros como resumidos em um modelo simplificado (Figura 1A) .table 1 Características de cag
PAI-independente e cag
PAI-dependente de adesão célula hospedeira factorsa
fator bacteriana
Informou receptor de acolhimento
sistemas celulares
usado
H. cepas pylori
usado
métodos aplicados

Referências
BabA
grupo sanguíneo fucosilado antígenos Leb, e H1
secções de tecido gástrico humano
P466 , CCUG17875, A5, M019, 26695
RIA, Receptor asssay deslocamento, análise de Scatchard,
[14]
Leb, H1, A, ALeb e bolha
- P466, CCUG17875, J99
Overlay estudos de ligação com glicoconjugados radiomarcados
[15]
Babb
Desconhecido
- - Restaurant -
- adesina SabA
sialiladas Lewis dimérica x, o antígeno sialil Lea
secções de tecido macaco gástrica
CCUG17875, J99, 26695, SM165, Humana e WU12
RIA e análise Scatchard
[26]
laminina
- J99
Glycoconjugate matriz estudos
[30]
oIPA
não informada AGS, KATO-III
B128, G27
ensaios de aderência bacteriana
[37]
Alpa /B
laminina
- 26695, SS1
citometria de fluxo, os estudos de ligação Biacore,
ensaio de adesão de superfície [33]
hopZ
Unknown
AGS
ensaios ATCC43504, 342, 326/01
AGS adesão celular
[39]
CagA
β1 integrina
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD com magnético grânulos, estudos de ligação FACS, Biacore
[82]
Phosphatidylserine
AGS
NCTC11637
estudos de ligação, CF, AB bloqueio, SE
[83]
CAGI
β1 integrina viajantes -
- Y2H, PD com esferas magnéticas, FACS
[82]
CAGL
β1 integrina
AGS, GD25 vs. GD25β1, HeLa, fibroblastos de rato
P1, P12
estudos de ligação Biacore, competição Peptide, ensaios de adesão celular, AB bloqueio, CF
[61, 81]
cagy
β1 integrina
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD com esferas magnéticas, FACS
[82] of a Abreviaturas: AB (anticorpo); CF (fraccionamento celular); FACS (separação de células activada por fluorescência); IF (co-localização por imunofluorescência); DP (experimentos pull-down); RIA (ensaio radioimuno); Y2H (levedura duas telas híbrido).
Figura 1 interações H. pylori com células epiteliais destacando os papéis de adesinas e o sistema de secreção de tipo IV (T4SS) codificado por cag PAI. (A) (1) de H. pylori
adesinas apical mediar a ligação a receptores conhecidos e desconhecidos no epitélio gástrico e provavelmente também a transdução de sinal directo, tal como indicado. (2) A sobre-regulação dos factores de transcrição tais como NF-kB leva à produção de citocinas pró-inflamatórias e quimiocinas. (3) A secreção de mediadores nas superfícies basolaterais atrai células imunes para o local da infecção. (4) Após o contacto da célula hospedeira, o H. pylori
monta T4SS pili na sua superfície permitindo a entrega de moléculas, CagA e peptidoglicano, a partir do citoplasma bacteriano para as células hospedeiras. cag
proteínas PAI (CagA, CAGI, CAGL e cagy) interagem com receptores de integrina. Interações com fosfatidilserina (PS) e colesterol em jangadas lipídicas também estão envolvidos em processos T4SS. T4SS e CagA são envolvidos em numerosos efeitos celulares incluindo ruptura das junções de célula-a-célula (5), rearranjos do citoesqueleto (6) e sinalização nuclear (7). (B) Dois modelos para a maquinaria T4SS reunidos em H. pylori
são propostos. Modelo-1 assume proteínas VirB1-11, o fator de acoplamento VirD4 e fatores de acessórios tais como CagF (a proposta acompanhante de CagA) montar de uma forma semelhante ao proposto por A. tumefaciens
T4SS [10]. Modelo-2 assume que a T4SS exige as mesmas proteínas VirB /D como modelo-1 com duas diferenças maiores. A superfície pilus T4SS é coberta com moléculas cagy (virB10) e VirB5 é excluído [50]. H. pylori
virB10 é uma proteína muito grande (~ 250 kDa) que transporta dois domínios transmembranares, para formar uma estrutura em gancho-laçada no pilus como descrito [64]. imunomarcação da região do lacete na cagy indicou que este é exposto para o espaço extracelular e é transportado para a superfície do pilus de por um mecanismo desconhecido [64]. Abreviaturas: AJ (junção adherens); HtrA (exigência de alta temperatura Uma protease); (Antígenos Lewis B) Leb; MO (macrófagos); NTP (nucleótido trifosfato); PDN (nucleótidos difosfato); P (grupo fosfato); SDL (sialil-dimérica-Lewis × glicoesfingolipídio); TJ (junção apertado).
BabA
O membro OMP BabA foi o primeiro H. pylori
adesina descoberto. BabA medeia a ligação das bactérias aos antigénios de Lewis B, Leb [14] e de resíduos de fucose terminais relacionados encontrado no grupo sanguíneo O (antigénio H), A e B antigénios [15] que são expressos sobre a mucosa gástrica. Múltiplos loci que cromossómico e alelos para BabA foram relatados a existir e a actividade de ligação Leb foi mostrado para ser facilitada pelo alelo BabA2 [14]. No entanto, o trabalho mais recente sugere que os alelos BabA1 ocorrer apenas muito raramente e são difíceis de detectar existem [16] polimorfismos de aminoácidos substanciais entre as proteínas Baba expressas por cepas diferentes [17]. Diversidade aparece também no que diz respeito à ligação de estirpes de expressão e Leb Baba, e a afinidade de ligação para os antigénios A, B e O se correlaciona com a expressão de antigénio de grupo sanguíneo do hospedeiro [15, 18]. Um gene intimamente relacionado Babb
, codifica para um produto de tradução que tem N- significativo e semelhança C-terminal para Baba. BabA Comprar e Babb Quais são quase idênticas em suas 'e 3' regiões 5, mas há sequência de divergência na sua região médio [19] indicando que as regiões variáveis ​​centrais provável codificar funções originais. Muitos Leb estirpes não vinculativos expressar babA silenciosa
sequências de genes que podem tornar-se ativadas por recombinação no Babb
lócus formando quimérico Babb /A
genes [20]. expressão BabA in vivo
, no entanto, parece ser altamente dinâmico. A infecção experimental de Rhesus macaques, ratos e gerbos da Mongólia resultou na perda de expressão Baba e Leb ligação [21, 22]. estirpes de infecção pós-isoladas de gerbilos continha uma proteína que foi modificado BabA2 por seis aminoácidos da estirpe utilizada para a inoculação. experiências de complementação confirmou estas seis resíduos de aminoácidos são críticos para a ligação a antigénios do grupo sanguíneo fucosilados [22]. Em um estudo recente, a infecção experimental de roedores da Mongólia resultou na completa ausência de expressão de BABA, seis meses após a infecção. Perda de expressão BabA foi atribuível ao nucleótido mudanças dentro gene The Baba
que resultaram em um produto de tradução BabA truncada [23]. a adesão mediada por BabA de H. pylori para
Leb na superfície de células epiteliais foi demonstrado in vitro
, usando Leb transfectadas células MDCK, e in vivo
, utilizando infecção de gerbilos da Mongólia, para aumentar CAG
PAI-dependente H. pylori
patogenicidade, desencadeando a produção de citocinas pró-inflamatórias e factores relacionados com pré-cancerosas [24] (Figura 1A). Assim, a expressão da adesina BabA parece estreitamente relacionados com o aparecimento de respostas de células hospedeiras T4SS relacionados-
in vivo. A presença de babA
está associada com cagA Comprar e vacA
s1 alelos, e estirpes que possuem todos os três destes genes incorrer em maior risco de desenvolvimento de câncer gástrico [25].
Adesina SabA
expressão de sialil-dimérica-Lewis × glicoesfingolipídio é regulada mediante infecção por H. pylori
e inflamação. Esta molécula também actua como um receptor para o agente patogénico e a ligação é mediada através do elemento de OMP bacteriana, Saba [26]. Sem ligação a gangliósidos foi obtido com uma estirpe mutante adesina SabA-negativa, utilizando um ensaio de sobreposição cromatografia em camada fina [27]. A infecção da linha celular de cancro epitelial gástrica por H. pylori MKN45
expressão regulada positivamente do gene que codifica para GlcNAc β3 T5, uma transferase de GlcNAc essencial para a biossíntese de antigénios de Lewis. A sobre-expressão desse gene em ambas as linhas de células de adenocarcinoma gástrico e MKN45 AGS conduzir a expressão do ligando Saba, sialil-Lex, sugerindo que a H. pylori
podem modular a expressão do receptor [28]. Saba sido identificado como um que se liga a hemaglutinina estruturas sialilados encontrados na superfície de células vermelhas do sangue e não existe uma boa correlação entre as estirpes entre o ácido siálico e hemaglutinação dependente sialil Lex ligação [29]. Como observações com Baba, um nível elevado de polimorfismo foi relatado nas propriedades de ligação de sialilo entre H. pylori clínica
isolados, o que sugere sabA se adapta ao seu hospedeiro de acordo com o padrão da mucosa sialilação do indivíduo infectado [29]. A adesina SabA também foi mostrado para mediar a ligação de H. pylori
a porções sialiladas na laminina proteína da matriz extracelular [30].
Alpa /B of Two genes fortemente homólogos denominado Alpa
e alpB
também foram caracterizados e mostraram codificar para OMPs integrais. experiências de adesão indicaram que eles também estão envolvidos na adesão de H. pylori
de biópsias gástricas de tecidos humanos [31]. OMP perfil de expressão de 200 cepas da Alemanha revelou que praticamente todos os isolados clínicos produziram as proteínas Alpa e AlpB em contraste com muitos outros OMPs que foram produzidos a preços muito variáveis ​​[32]. Recentemente proteínas tanto ALPA e AlpB foram mostrados para se ligar a laminina de rato in vitro e
plasmídeo-suportados Alpa
conferida a capacidade de ligação a laminina em E. coli
[33]. Não há outros parceiros de ligação ou receptores para Alpa e AlpB foram identificados ainda. A Alpa /B L
OCO também foi mostrado para influenciar a sinalização célula hospedeira e produção de citocinas durante a infecção. Supressão de /B genes
Alpa reduziu a indução de IL-8 durante a infecção com o Leste Asiático, mas não com cepas Ocidental H. pylori
[34]. Os Alpa /B
mutantes mal colonizado estômagos de camundongos C57BL /6 e foram associados com níveis mais baixos de mucosas do KC induzida (o nome do rato para IL-8 humano) e IL-6 [34]. Em contraste com estes resultados, em outro estudo recente Alpa Comprar e alpB
mutantes de genes de H. pylori
SS1 induzida inflamação mais grave do que a estirpe parental em gerbilos infectados [33].
OIPA
oIPA (proteína a inflamatória exterior), codificada pelo gene da hopH
, foi inicialmente identificado como uma proteína da superfície que promovida a produção de IL-8 de um modo independente de T4SS [35]. expressão OIPA por H. pylori
mostrou-se significativamente associada com a presença de úlceras duodenais e cancro gástrico, alta H. pylori
densidade e infiltração de neutrófilos grave [36]. Estudos posteriores identificaram que hopH
knockout estirpes mutantes aderiram significativamente menos de linhas celulares de cancro gástrico, AGS e Kato-III, do que as estirpes do tipo selvagem, e complementação do gene da hopH
restaurou as propriedades de aderência da hopH
mutante [37]. A presença de oipA
também foi mostrado claramente para melhorar a produção de IL-8 in vitro
mas apenas na presença do PAI CAG
[32]. Novas observações vieram de estudos de infecção por até 52 semanas, na Mongólia sistema modelo gerbil. Todos os gerbos infectados desenvolveu gastrite; no entanto, a inflamação foi significativamente atenuada em animais infectados com o ΔcagA
, mas não o único ΔvacA
ou ΔoipA
estirpes [38]. No entanto, a inactivação de oipA
diminuiu localização nuclear de β-catenina, um fator envolvido na transcrição-regulação de genes implicados na carcinogênese, e reduziu a incidência de câncer nos gerbos. expressão OIPA foi detectado com maior freqüência entre H. pylori
cepas isoladas de seres humanos com lesões precursoras do câncer gástrico contra pessoas com gastrite sozinho [38]. O receptor de acolhimento para OIPA, no entanto, continua a ser desconhecido.
HopZ of the hopZ
gene codifica uma proteína que foi mostrado por imunofluorescência para ser localizado na superfície das bactérias. Uma estirpe mutante knockout apresentaram uma redução significativa de ligação à linha de células AGS, em comparação com a correspondente estirpe de tipo selvagem [39]. A falta de produção de hopZ não afectam a capacidade da bactéria para colonizar o estômago de cobaias [40]. No entanto, um papel para hopZ na colonização in vivo
foi recentemente proposto como supressão de hopZ
reduzida a capacidade de H. pylori
para sobreviver em um modelo de ratinho transgénico livre de germes de gastrite atrófica crónica [41 ]. Além disso, uma das poucas diferenças identificadas no H. pylori
isoladas de voluntários infectados, foi um seletor ON /OFF na hopZ fase variável
gene sugerindo forte in vivo
seleção para hopZ durante a colonização [42]. Semelhante a OIPA, o receptor de acolhimento para hopZ ainda não foi identificado e será um importante objectivo desafio para pesquisas futuras.
Papel do cag
PAI na adesão celular e função T4SS
Composição do H. pylori
aparelho T4SS
o T4SS no CAG
PAI pertence a um grande grupo de transportadores transmembranares que são ancestral relacionada ao plasmídeo de ADN sistemas de conjugação de bactérias Gram-negativas e foram encontradas em muitos patogénicos e não- organismos patogénicos [9, 43, 44]. Embora evolutiva conservada, T4SSs são funcionalmente heterogéneas no que diz respeito a ambos os substratos (apresentadas complexos DNA-proteína ou proteínas) e os receptores envolvidos. Os destinatários podem ser tanto as bactérias das espécies diferentes ou mesmo, ou espécies de outros reinos, incluindo plantas, fungos e células de mamíferos. Além de H. pylori
, T4SSs também foram encontrados em Agrobacterium
, Legionella
, Bartonella, Bordetella
e outros agentes patogénicos, e tipicamente consistem de um conjunto distinto de proteínas Virb /D. Estes últimos incluem os componentes VirB1-VirB11 e o chamado fator de acoplamento, o NTPase VirD4. O sistema de T-ADN agrobacterial é o protótipo de um transportador T4SS e suas proteínas virB foram classificadas em três grupos: o núcleo do canal ou subunidades putativas (VirB6-10) (i), (ii) os componentes energéticos (a e NTPases VirB4 VirB11) e (iii) as proteínas associadas-pilus (e, possivelmente, VirB2 VirB3 e VirB5). VirB1 é uma proposta transglicosilase para a lise limitada da camada murein no local de montagem do T4SS na membrana [45, 46]. No caso de a H. pylori
T4SS, todos os ortólogos de 11 proteínas virB e VirD4, bem como alguns factores acessórios foram identificados para ser codificado pelo CAG
PAI [10, 47, 48]. Mutagênese de todos cag indivíduo
genes PAI revelou, pelo menos, 14 essencial e dois componentes acessórios, enquanto alguns outros genes não são necessários para injetar CagA [9, 49, 50]. A função de muitos factores T4SS acessório ainda não é claro, no entanto, o papel de CagF CAGD e recentemente foi elucidada. CAGD parece servir como um possível componente multifuncional do T4SS que pode estar envolvida na injecção CagA na membrana interior e exterior podem localizar as bactérias para promover outras respostas em células hospedeiras [51]. Além disso, CagF é uma proteína semelhante a chaperona para CagA, que se liga perto da secreção motivo carboxi-terminal da proteína efectora, o que é importante para a sua translocação pela T4SS [52, 53]. Estudos futuros utilizando leveduras tecnologia de dois híbridos, fracionamento e imunoprecipitação abordagens identificadas interações seletivas de numerosos cag
proteínas PAI, que são susceptíveis de ter um papel importante nas etapas de montagem T4SS precoce [50, 54].
Cristal estrutura do T4SS complexo central e vários cag
proteínas PAI
uma grande contribuição para o nosso conhecimento atual sobre nanomachineries T4SS em bactérias veio de resolução de estruturas cristalinas do T4SS-core de plasmídeo pKM101 [45, 55]. Três proteínas (VirB7, VirB9 e virB10) montar numa estrutura megaDalton ~ 1 abrangendo as membranas interna e externa. Esta estrutura de núcleo é constituído por 14 cópias de cada uma das proteínas e forma duas camadas, a inserção na membrana interna e externa, respectivamente [45]. A estrutura cristalina de um ~ 0,6 megaDalton complexo da membrana externa da camada contendo O completa foi resolvido em maior resolução [55]. A comparação das estruturas aponta para mudanças de conformação que regulam a abertura do canal T4SS e fechamento, que poderiam estar envolvidos no transporte de moléculas efetoras [45, 55]. Além destas descobertas principais, as estruturas cristalinas de quatro indivíduo estrutural CAG
proteínas PAI têm sido relatados. A estrutura de VirB11 revelou um anel hexamérica complexada com a proteína de regulação HP1451, que funciona como um factor de propagação na membrana interna, proposto para percorrer conformações aberta e fechada como desencadeada por ATP de ligação a ATP e hidrólise, respectivamente [56-58 ]. As estruturas cristalinas dos GAC, uma proteína de 23 kDa codificada por um CAG bem conservada
gene PAI cuja função exacta permanece elusiva, e CagZ, uma proteína de 23 kDa envolvidos na translocação de CagA, também têm sido resolvidos [59 , 60]. Além disso, a caracterização estrutural de CAGD indicou que existe como um dímero covalente, em que cada monómero dobras como um único domínio que é composto de três hélices a e cinco cadeias p [51]. Além disso, a estrutura de CAGL foi modelada com base na estrutura de cristal disponível a partir de TRAC pKM101, outro VirB5 ortólogo [47]. CAGL parece formar uma estrutura de três feixe α-helicoidal com um domínio do exposto, o que está de acordo com o publicado dicroísmo circular (CD) Espectro que revelou ~ 65% sequências helicoidais [61].
Finalmente, o cristal de 2,2-A estrutura de uma parte carboxi-terminal de CagA em complexo com um dos seus alvos celulares, a quinase humana Par1b /MARK2, foi recentemente resolvida [62]. O péptido CagA interagiu com a quinase como uma bobina estendido. A sequência do péptido de 14 aminoácidos visível mediu o motivo "FPLKRHDKVDDLSK", uma sequência que ocorre duas vezes na construção CagA cristalizado. Este péptido CagA foi chamado MKI (por MARK2 inibidor de quinase) em analogia com o PKI, um inibidor peptídico bem descrito da proteína quinase A. Curiosamente, a maneira na qual a sequência de MKI CagA liga-se na fenda de ligação ao substrato de Par1b /MARK2 é uma reminiscência da maneira pela qual PKI se liga e inibe PKA. Tomados em conjunto, a primeira subestrutura CagA revelou que imita substratos de células hospedeiras de quinase, utilizando um péptido curto MKI para anexar ao local de ligação de substrato Par1b /MARK2 [62]. No entanto, injectado CagA também interage com muitas outras proteínas da célula hospedeira, envolvidos em várias cascatas de sinalização (Figura 1A), que são discutidos noutro local [7, 8].
Estrutura do aparelho T4SS em H. pylori vivo

microscopia de electrões de infectar H. pylori
demonstrou que a montagem do T4SS é induzida após o contacto da célula hospedeira e representa uma estrutura em forma de agulha que se prolonga a partir da membrana externa bacteriana, também chamado T4SS-Pili [61, 63, 64 ]. Estes pili são propostos para consistir de CAGC, o qual foi identificado como o principal ortólogo VirB2 subunidade de pilina [65], no entanto, a marcação directa do pili com anticorpos α-VirB2 não foi ainda demonstrada. Estudos utilizando anticorpo de marcação com imuno têm mostrado que as saliências bacterianas são decorados por virB10 (cagy) [64] e VirB5 (CAGL) [61]. proteínas cagy são cerca de 250 kDa em tamanho e pode variar enormemente de tamanho entre tensões e mudanças de tamanho durante a colonização de um determinado host. No quadro deleções ou duplicações rearranjos em virB10 pode resultar em reconhecimento pelo anticorpo de acolhimento reduzida que pode permitir a evasão imune [66]. A base T4SS-agulha pode ser manchado com anticorpos contra VirB7 (CagT) e proteínas VirB9 (CagW) [63, 64]. Além disso, por imuno-coloração indicou a presença de CagA na ponta dos apêndices, proporcionando a primeira evidência directa de que CagA pode ser efectivamente entregues através do pilus, uma observação ainda não publicado para substratos T4SS em outras bactérias [61]. No entanto, o transporte de CagA através do T4SS é proposto para ocorrer por um mecanismo dependente de energia estimulada pela acção concertada de NTPases VirB4, VirB11 e VirD4 [46, 56, 67].
Existem dois modelos de montagem T4SS-pilus propostas por H. pylori
. Tal como referido acima, todos os ortólogos de 11 proteínas virB e VirD4 foram identificados para ser codificado no CAG
PAI, bem como algumas proteínas acessórias [10], que conduzem a um modelo T4SS semelhante ao do T4SS agrobacterial (Figura 1B, esquerda). Em consonância com estas conclusões, os estudos de rotulagem immunogold indicou que as pontas do pilus T4SS estão decorados com CAGL /VirB5 [61], que exibiu uma distribuição semelhante de orthologs VirB5 na pilus T4SS em Agrobacterium
[68]. Num segundo modelo (Figura 1B, à direita), foi proposto que os apêndices em H. pylori
são cobertas localmente ou completamente por cagy [64] e o T4SS inclui todos os componentes, excepto virB VirB5 [50]. Notavelmente, cagy é uma grande proteína contendo dois segmentos transmembranares com meados da região (também chamado de domínio de repetição) exposta ao lado extracelular como uma estrutura em grampo-like [64]. Como descrito acima, virB10 forma o núcleo interno em um modelo comum T4SS [45, 55], mas H. pylori
cagy /virB10 difere claramente de seus homólogos de outros T4SSs [69]. Assim, mais estudos são necessários para investigar se o pilus T4SS em H. pylori
é mais semelhante ao de Agrobacterium
(composta principalmente de VirB2 e VirB5 subunidades) ou se ela é feita-up de cagy como grande pilus proteína, ou se é uma mistura de ambos (Figura 1B).
a função do T4SS depende do sistema celular utilizado
Embora o H. pylori
é um agente patogénico específico do estômago em humanos, estudos de infecção
in vitro têm mostrado que CagA pode ser injectada em vários tipos de células diferentes. Um resumo dos tipos de células humanas com susceptibilidade relatado para a absorção de T4SS-CagA entregues in vitro
é mostrado na Tabela 2. O principal critério para a translocação de sucesso numa dada linha de células que é CagA sofre fosforilação da tirosina (CagA PY) por quinases hospedeiras da Src e Abl família [70-73], que é normalmente monitorizada em lisados ​​celulares ou immunoprecipiates (PI) utilizando anticorpos específicos para a fosfotirosina monoclonais (Tabela 2). Curiosamente, vários estudos observou diferenças específicas de cada tipo de célula significativas na CagA níveis PY durante a infecção de linhas celulares humanas. Além disso, injectou CagA PY foi relatado para alguns tipos de células de ratos e macacos (Tabela 3), enquanto seleccionadas outras linhas de células de seres humanos, de hamster ou cachorro parecia ser resistentes para a detecção de CagA PY (Tabela 4 ). Como controlos in vitro
fosforilação experiências de CagA com vários lisados ​​de células indicou que as cinases são CagA activa e fortemente fosforilada [74]. Assim, a variação em CagA PY níveis durante a infecção, evidentemente, resultou a partir de diferentes níveis de translocação CagA [74, 75]. Há vários cenários que podem explicar a especificidade da célula hospedeira observado. Uma possível explicação é que os fatores específicos da célula hospedeira pode ser necessária para ativar o T4SS. Esta activação pode operar no nível de expressão da proteína. Por exemplo, este é o caso para o aparelho de secreção de tipo III em Yersinia espécies
[76]. No entanto, CagA é uma das proteínas mais abundantes no proteoma de H. pylori
mesmo na ausência de contacto célula hospedeira [77] o que indica que o processo de translocação é reprimido, em vez de um efeito de expressão CagA. Com efeito, apesar de a sua presença abundante, CagA não é secretado para o sobrenadante [78]. Isto representa uma estratégia de economia de recursos inteligente que lembra a Shigella
espécies, onde as proteínas efetoras são armazenados no citoplasma bacteriano antes de contactar células hospedeiras. Neste último caso, a translocação é desencadeada por uma variedade de factores, tais como as proteínas da matriz extracelular, sais biliares ou vermelho do Congo [79]. Por conseguinte, foi proposto que a H. pylori pode ser
T4SS semelhante activada por factores específicos expostos na superfície de células alvo específicas [61] .table 2 fosforilação Relatado /injecção de CagA em Linesâ célula humana
linha celular
Origem
H.

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