Молекулярные механизмы эпителия желудка клеточной адгезии и инъекции CagA по Helicobacter Pylori

Молекулярные механизмы эпителия желудка клеточной адгезии и инъекции CagA по хеликобактерной

Аннотация
хеликобактер пилори
является весьма успешным патоген однозначно адаптированы к колонизировать людей. Желудочные инфекции с этой бактерии могут вызывать патологию, начиная от хронического гастрита и язвенной болезни желудка к раку. Более вирулентных H. Pylori
изоляты гавани многочисленные известные адгезинов (Baba /B, Саба, Alpa /B, OipA и HopZ) и CAG
(Цитотоксин-ассоциированных генов) острова патогенности, кодирующие систему секреции IV типа (T4SS). Адгезинами установить плотный контакт бактерий с целевыми клетками хозяина и T4SS представляет собой игольчатые фимбриевый устройство для доставки эффекторных белков в целевые клетки-хозяева, такие как CagA. Бабы и SabA связываются с группой крови антигена и сиалилированных белков соответственно, а также ряд компонентов T4SS включая ЦАГИ, КАГЛ, скрытный и CagA было показано, что целевой интегрин р <суб> 1 рецептор с последующим впрыскиванием CagA через мембрану клетки-хозяина , Взаимодействие CagA с мембраной якорь фосфатидилсерину также могут играть определенную роль в процессе доставки. Хотя значительный прогресс был достигнут в нашем нынешнем понимании многих из вышеперечисленных факторов, клетка-хозяин рецепторы для OipA, HopZ и АЛПА /B во время инфекции до сих пор неизвестны. Здесь мы рассматриваем недавний прогресс в характеризующие взаимодействие различных адгезинов и структурных T4SS белков с факторами клетки-хозяина. Вклад этих взаимодействий в H. Pylori
колонизации и патогенеза обсуждается.
Ключевые слова
хеликобактер пилори
приверженность Adhesin секреции IV типа сигнального рецептора интегрина Введение
H. пилори
колонизирует живот около половины человеческого населения мира, что связано с хроническим, часто бессимптомным гастрита у всех инфицированных лиц. В зависимости от различных критериев, более тяжелые желудочные заболевания, включая язвенную болезнь может произойти до 10-15% инфицированных лиц [1-3]. H. Pylori
инфекции обычно диагностируется с сильным воспалительным ответом, но бактерии развивались многочисленные механизмы в процессе эволюции, чтобы избежать признания и зазор между оборонными механизмами хозяина, а если не лечить с помощью антибиотиков, они могут сохраняться в течение жизни. H. пилори
индуцированная гастрит является самым сильным единственном числе фактором риска развития рака желудка; Однако, лишь небольшая часть инфицированных развивается злокачественная опухоль, таких как слизистая-ассоциированной лимфоидной ткани (MALT) лимфома и даже аденокарциномы желудка [1-3]. Аденокарциномы желудка является второй ведущей причиной развития рака-ассоциированной смерти во всем мире, и около 700 000 человек умирают от этой злокачественной опухоли ежегодно [3]. Клинический исход инфекции H.pylori,
зависит от очень сложного сценария хост-патогена перекрестных помех. Прогрессирование заболевания определяется различными факторами, в том числе генетической предрасположенности хозяина, бактериального генотипа и параметров окружающей среды [1-3]. Клеточные и молекулярные механизмы, разработанные H. Pylori
подорвать стратегии защиты хозяина были объектом интенсивных исследований по всему миру.
Клинические H. Pylori
штаммы весьма разнообразны как по своей генетической информации, и потенциал, чтобы вызвать патогенность. Мириады бактериальных факторов, как сообщалось, влияют на патогенез H. Pylori
инфекций. Есть два классических детерминанты вирулентности, выраженные H. Pylori
, белок CagA, кодируемого Цитотоксин генов, ассоциированных с острова патогенности (CAG
PAI) и вакуолизирующий цитотоксину (Вака). Секретируемый VacA может вызвать различные реакции в том числе образования пор в мембране клетки-хозяина, модификации эндо-лизосомальная торговли, клеточной вакуолизации, ингибирования иммунных клеток и апоптоз. Деятельность Вака подсвечиваются в нескольких обзорных статьях [1-4] и не будут обсуждаться здесь. В середине девяностых годов CAG
PAI была полностью секвенировали из различных H. Pylori
штаммов и обнаружили, представляют собой 40-т.п.н. вставки элемента ДНК в хромосоме, которая примыкает к 31 п.н. прямыми повторами и балансовую вверх до 32 генов [5, 6]. Большой научный интерес концентрируется на белок CagA, который присутствует в более вирулентных изолятов, но, как правило, отсутствует у штаммов менее вирулентных H. Pylori
. Таким образом, CagA служит вирулентности маркера для CAG
PAI [7, 8]. Работа в течение последних десяти лет показал, что CAG
PAI кодирует систему секреции типа IV (T4SS), который впрыскивает CagA в клетки-мишени, где он мешает сигнализации с несколькими каскадами клетка-хозяин [9, 10]. Другие хорошо описанные патогенности-ассоциированные механизмы включают жгутиков управляемые бактериальные моторики, уреазы опосредованной нейтрализации рН, HtrA-опосредованное расщепление Е-кадгерина, модификацию холестерина клетки-хозяина, пролития наружной мембраны везикулы и пептидогликана-зависимых иммунных реакций [ ,,,0],1-3, 11-13]. Кроме того, Г. пилори
несет несколько классическая поверхность адгезинов разрешающие плотное прилипание бактерий к эпителиальных клеток желудка. Здесь мы рассмотрим различные стратегии молекулярного адгезии антихеликобактерной
к действию желудочного эпителия клеток-мишеней, которые облегчают бактериальная связывание. Мы также обсудим структуру и функцию T4SS, и как он вступает в контакт с клеткой-хозяином поверхностных факторов впрыснуть CagA эффекторной белка.
Роль классического H. Pylori
адгезинов
Интенсивные исследования в последние годы показал, что H. Pylori
кодирует широкий набор различных факторов адгезии, для некоторых из которых соответствующий рецептор (ы) клетки-хозяина, были идентифицированы (Таблица 1). The H. Pylori
геномы разных штаммов содержат более 30 генов, которые кодируют белки наружной мембраны (ОМР), которые были разделены на Hop (хеликобактером
наружной мембраны Porins) и Ор (хмель), связанных с подгруппами. Семейство Hop белков включает в себя несколько хорошо описанных адгезинов антихеликобактерной
такие как Baba, Саба, Alpa /B, HopZ и OipA. Однако среди клинических штаммов H. Pylori
значительное разнообразие в выражении ОМР существует. Полагают, что это отражает селективное давление для бактериальной адгезии, которые могут отличаться как по горизонтали и в пределах инфицированных людей в течение долгого времени. Было показано, что некоторые из классических молекул адгезии, обсуждаемых ниже, действуя в сочетании с факторами из КГП
PAI для того, чтобы угнать несколько процессов клетки-хозяина, в том числе измененной транскрипции, цитоскелета перегруппировок, открытие клетки к клетке-переходов, выявленным воспаления и других, как они собраны в упрощенной модели (рисунок 1А) .table 1 Характеристики CAG
PAI-независимый и CAG
PAI-зависимой клеточной адгезии хозяина factorsa
Бактериальный фактор

Сообщил рецептор-хозяина

клеточных системах используется

H. Pylori
штаммы используются

Прикладные методы

Ссылки

Baba
фукозилированные группа крови антигены Leb и H1
участки ткани желудка человека
P466 , CCUG17875, A5, M019, 26695
РИА, рецептор смещение asssay, анализ Скэтчарда,
[14]
Леб, H1, A, ALeb и волдырь
-
P466, CCUG17875, J99
Overlay исследования связывания с радиоактивно меченых гликоконъюгатами
[15]
Бабб
Unknown
- Форум -
-
-
SabA
сиалилированы димерной Льюис х, сиалил Lea антиген
человека и обезьяны желудка срезы ткани
CCUG17875, J99, 26695, SM165, WU12
РИА и анализ Скэтчарда
[26]
Laminin
-
J99
гликоконъюгации массив связывания исследования
[30]
OipA
Неизвестные
АГС, КАТО-III
B128, G27
бактериальной адгезии анализы
[37]
Alpa /B
Laminin
-
26695, SS1
проточной цитометрии, Biacore связывания исследований, анализа поверхности сцепление
[33]
HopZ
Неизвестный
AGS
ATCC43504, 342, 326/01
AGS адгезии клеток анализы
[39]
CagA
β1 интегрина
GE11 против GE11β1
P12
Y2H, PD с магнитным бисер, FACS, Biacore исследования связывания
[82]
Phosphatidylserine
AGS
NCTC11637
Binding исследования, CF, блокирование AB, IF
[83]
Cagi
β1 интегрина
- Форум -
Y2H, PD с магнитными гранулами, FACS
[82]
КАГЛ
β1 интегрина
AGS, GD25 против GD25β1, HeLa, мышиные фибробласты
P1, P12
Biacore обязательных исследований, пептидные конкуренции, адгезии клеток анализы, блокирование AB, CF
[61, 81]
скрытный
β1 интегрина
GE11 против GE11β1 <бр> P12
Y2H, PD с магнитными гранулами, FACS
[82]
Сокращения: AB (антитела); CF (клеточное фракционирование); FACS (флуоресценция активированный сортировки клеток); IF (совместная локализация с помощью иммунофлуоресценции); PD (выпадающие эксперименты); RIA (Radioimmuno анализ); Y2H (дрожжи двух гибридных экран). Рисунок 1
H. Pylori взаимодействия с эпителиальными клетками, освещающих роль адгезинов и секреторной системы типа IV (T4SS), кодируемый CAG PAI. (A) (1) H. Pylori
Адгезины посредничать апикальной связывание с известными и неизвестными рецепторами желудочного эпителия и, вероятно, также прямой передачи сигнала, как указано. (2) Положительная регуляция факторов транскрипции, таких как NF-kB приводит к производству провоспалительных цитокинов и хемокинов. (3) секреция медиаторов на базолатеральной поверхности привлекает клетки иммунной системы к месту инфекции. (4) В случае контакта клетки-хозяина, H. Pylori
монтирует T4SS пилей на их поверхности обеспечивает выполнение молекул, CagA и пептидогликана из бактериальных цитоплазмы в клетки-хозяева. CAG
PAI белки (CagA, ЦАГИ, КАГЛ и скрытный) взаимодействуют с рецепторами интегрина. Взаимодействие с фосфатидилсерина (PS) и холестерина в липидных рафтах также участвуют в процессах T4SS. T4SS и CagA участвуют в многочисленных клеточных эффектов, включая нарушения клетки к клетке переходов (5), цитоскелета перестроек (6) и ядерной сигнализации (7). (B) Две модели для собранного T4SS машин в хеликобактерной
предложены. Модель-1 предполагает VirB1-11 белки, коэффициент связи VirD4 и дополнительные факторы, такие как CagF (предлагаемый шаперонная из CagA) собрать аналогичным образом, предложенному для A. tumefaciens
T4SS [10]. Модель-2 предполагает, что T4SS требует тех же Virb /D белки как модель-1 с двумя отличиями. Пилуса поверхность T4SS покрыта скрытный (VirB10) молекул и VirB5 исключается [50]. Г. пилори
VirB10 очень большой белок (~ 250 кДа) с двумя трансмембранных доменов с образованием структуры шпилечных в пилуса, как показано [64]. Маркировка Immunogold области петли в скрытный указано, что это подвергается во внеклеточное пространство и транспортируется на поверхность пилей с помощью неизвестного механизма [64]. Сокращения: AJ (адгезионные контакты); HtrA (требование Высокая температура протеазы); Леб (Lewis B антигены); МФ (макрофаг); NTP (нуклеозидтрифосфат); NDP (нуклеотид дифосфат); Р (фосфатная группа); СДЛ (сиалил-димерный-Льюис × гликосфинголипид); TJ (плотный узел).
Baba
бабе член OMP был первым H. Pylori
Адгезиновая обнаружили. Baba опосредует связывание бактерий к антигенам Льюиса B, Леб [14] и связанных с ними концевые остатки фукозы, найденные на группы крови O (H) антигена А и В антигенов [15], которые экспрессируются на слизистую оболочку желудка. Множественные хромосомные локусы и аллели для Baba Сообщалось, что существуют и Леб активность связывания было показано, что способствует BabA2 аллеля [14]. Тем не менее, более поздние работы показывают, что BabA1 аллели встречаются очень редко и трудно обнаружить существование [16] Существенные полиморфизмы аминокислот среди Baba белков, выраженных различными штаммами [17]. Разнообразие также появляется в отношении связывания штаммов к Леб и экспрессии Baba и аффинностью связывания антигенов A, B и O коррелирует с антигенной экспрессии группы крови хозяина [15, 18]. Близкий ген Бабб
, кодирует продукт перевода, который имеет значительный N- и С-концевую сходство с Бабой. Baba
и Бэбб
почти идентичны в своих 5 'и 3' областей, но есть расхождения последовательности в их середине области [19], указывающего, что центральные области переменной, скорее всего кодируют уникальные функции. Многие Леб не-связывании штаммы выражают молчаливый Baba
последовательностей генов, которые могут активизироваться в результате рекомбинации в Бабб
локуса формирования химерных Бабб /A
генов [20]. выражение Baba в естественных условиях
, однако, представляется весьма динамичным. Экспериментальное заражение макак, мышей и монгольских песчанок приводило к потере экспрессии Baba и Леб связывания [21, 22]. Штаммы после заражения, выделенные из песчанок содержали белок BabA2, который был модифицирован шести аминокислот из штамма, используемого для прививки. Комплементационной эксперименты подтвердили эти шесть аминокислотных остатков являются критическими для связывания с фукозилированные антигенов группы крови [22]. В недавнем исследовании, экспериментальное заражение монгольских песчанок приводило к полному отсутствию экспрессии Baba на шесть месяцев после инфицирования. Потеря экспрессии Baba объясняется нуклеотидных изменений в пределах Baba
гена, которые привели в усеченном продукта Baba перевода [23]. Baba-опосредованное присоединение антихеликобактерной
к Леб на поверхности эпителиальных клеток, как было показано в пробирке
, используя Леб трансфецированных клеток MDCK, и в естественных условиях
, используя инфекцию монгольских песчанок, чтобы увеличить CAG
PAI-зависимой H. Pylori
патогенности, вызывая продукцию провоспалительных цитокинов и факторов, связанных с предраковыми [24] (Рис. 1А) Таким образом, выражение Baba адгезина кажется тесно связана с возникновением T4SS-родственных реакций клеток-хозяев в естественных условиях
. Присутствие Baba
связано с CaGa
и Вака
s1 аллели, и штаммы, обладающие все три из этих генов несут высокий риск развития рака желудка [25].
SabA
Выражение сиалил-димерной-Льюис × гликосфинголипида активируется при инфекции H. пилори
и воспаления. Эта молекула также действует как рецептор для патогена и связывание опосредуется через бактериальную член OMP, Саба [26]. Нет привязки к ганглиозидов был получен с помощью SABA-отрицательных мутантного штамма с использованием тонкого анализа наложения тонкослойной хроматографии [27]. Инфицирование желудка эпителиальных клеток линии рака MKN45 с H. Pylori
повышающей регуляции экспрессии гена, кодирующего β 3 GlcNAc T5, с GlcNAc-трансферазы существенным для биосинтеза антигенов Льюиса. Избыточная экспрессия этого гена в обеих линиях клеток аденокарциномы желудка MKN45 и AGS приводят к экспрессии лиганда SABA, сиалил Lex, предполагая, что антихеликобактерную
может модулировать экспрессию рецептора [28]. SabA был идентифицирован как гемагглютинин, который связывается с сиалилированных структур, найденных на поверхности красных кровяных телец и есть хорошая корреляция между штаммами между зависимой сиаловой кислоты гемагглютинации и сиалил Lex связывания [29]. Как наблюдений с Бабой, высокий уровень полиморфизма был зарегистрирован в Sialyl связывания свойств между клиническим H. Pylori
изоляты, что говорит о том, что SabA приспосабливается к своему хозяину в зависимости от рисунка слизистой оболочки Сиалилирование зараженного человека [29]. SabA также было показано, опосредует связывание H. Pylori
для сиалилированных остатков на внеклеточный матрикс белка ламинина [30].
Alpa /B
Два сильно гомологичные гены называются Alpa
и alpB <бр> также были охарактеризованы и показано кодирование для интегральных ОМР. Адгезионные эксперименты показали, что они также участвуют в приверженности антихеликобактерной
к биопсий желудка человека ткани [31]. OMP выражение профилирование 200 штаммов из Германии показали, что практически все клинические изоляты получают белки ALPA и AlpB в отличие от многих других ОМР, которые были произведены по очень плавающим ставкам [32]. В последнее время как ALPA и AlpB белки Было показано, что связываться с ламинин мыши в пробирке
и плазмидную переносимых Alpa
присвоил ламинина-связывающую способность на кишечной палочки
[33]. Никакие другие связывающие партнеры или рецепторы для ALPA и AlpB до сих пор не определены. Alpa /B л
также сфокусироваться вначале было показано влияние сигналов клеток хозяина и продукции цитокинов при инфекции. Удаление генов
/B Alpa снижается IL-8 индукции во время инфекции с Восточной Азии, но не со штаммами H. Pylori Западной
[34]. В
мутанты Alpa /B плохо колонизировали желудки мышей C57BL /6 и были связаны с более низкими уровнями слизистых оболочек, индуцированной KC (имя мыши для человеческого IL-8) и IL-6 [34]. В отличие от этих результатов, в другом недавнем исследовании Alpa
и alpB
генных мутантов H. Pylori
SS1 наведенного более тяжелое воспаление, чем родительский штамм в инфицированных песчанок [33].
OipA <Ьг> OipA (наружный воспалительный протеин а), закодированный с помощью ¯hoph
гена, был первоначально идентифицирован как поверхностный белок, который способствовал производства IL-8 в T4SS-независимым способом [35]. Выражение OipA от хеликобактерной
было показано, что в значительной степени связано с наличием язв двенадцатиперстной кишки и рака желудка, высокая H. Pylori
плотности, а также тяжелой нейтрофильной инфильтрации [36]. Более поздние исследования установили, что ¯hoph
Нокаут мутантные штаммы, прилипшие значительно меньше желудочных линий раковых клеток, АГС и Като-III, чем штаммы дикого типа, и комплементации ¯hoph
гена восстанавливаются свойства адгезии ¯hoph <бр> мутант [37]. Присутствие oipA
также было показано, чтобы четко повысить выработку IL-8 в пробирке
но только в присутствии КГП
ИАП [32]. Дальнейшее понимание пришло из исследований инфекции до 52 недель в монгольской песчанки системе модели. Все зараженные песчанки разработаны гастрит; Однако, воспаление значительно ослаблен у животных, инфицированных ΔcagA
, но не единственный ΔvacA
или ΔoipA
штаммов [38]. Однако, инактивация oipA
снизился ядерной локализации -катенина, фактора, участвующего в транскрипционной регуляцию генов, вовлеченных в канцерогенез, и снижает частоту возникновения рака в песчанок. Выражение OipA было обнаружено значительно чаще среди H. Pylori
штаммов, выделенных из человеческих субъектов с желудочным предраковых рака по сравнению с лицами с только гастрита [38]. Рецептор хост для OipA, тем не менее, остается неизвестным.
HopZ
The hopZ
ген кодирует белок, который показал immunofluoresence быть расположены на поверхности бактерий. Нокаут мутантный штамм показал значительно уменьшенное связывание клеточной линии АГС, по сравнению с соответствующим штамма дикого типа [39]. Отсутствие производства HopZ не влияет на способность бактерии колонизировать желудки морских свинок [40]. Тем не менее, роль HopZ в колонизации в естественных условиях
недавно был предложен в качестве исключения hopZ
снижает способность антихеликобактерной
выжить в стерильном трансгенной модели мыши хронический атрофический гастрит [41 ]. Кроме того, одна из немногих различий, выявленных в H. Pylori
штаммы, выделенные из инфицированных добровольцев, был OFF /ON переключателя на фазовой переменной hopZ
гена предполагая сильную в естественных условиях
выбор для HopZ во время колонизации [42]. Подобно OipA, хозяин рецептор HopZ до сих пор не определены и будет главной сложной задачей для будущих исследований.
Роль CAG
PAI в клеточной адгезии и функция T4SS
Состав H. Pylori
T4SS аппарат
The T4SS в CAG
PAI принадлежит к большой группе трансмембранных переносчиков, имеющие родственную связанные с плазмидной ДНК спряжения системы грамотрицательных бактерий и были обнаружены во многих патогенных и не- патогенные организмы [9, 43, 44]. Несмотря на то, эволюционно консервативны, T4SSs функционально гетерогенна в отношении обоих Поставленный субстрата (ДНК-белковых комплексов или белков) и вовлеченных получателей. Получатели могут быть как бактерии разных или одного вида или видов из других царств, включая растения, грибы и клетки млекопитающих. К тому же H. Pylori
, T4SSs также были найдены в Agrobacterium
, Legionella
, Bartonella, Bordetella
и других патогенных микроорганизмов, и, как правило, состоят из определенный набор Virb /D белков. Последние включают в себя компоненты VirB1-VirB11 и так называемый фактор сцепки, NTPase VirD4. Агробактериальная система Т-ДНК является прототипом переносчика T4SS и его Virb белки были разделены на три группы: (I) мнимые ядро ​​или канал субъединиц (VirB6-10), (II) энергетические компоненты (NTPases VirB4 и VirB11) и (III) в пилей-ассоциированных белков (VirB2, и, возможно, VirB3 и VirB5). VirB1 является предлагаемый transglycosylase для ограниченного лизиса муреин слоя на сборочном участке T4SS в мембране [45, 46]. В случае хеликобактерной
T4SS, все ортологи 11 Вирб белков и VirD4, а также некоторые вспомогательные факторы были идентифицированы, чтобы быть закодирован с помощью КГП
ИАП [10, 47, 48]. Мутагенез всех индивидуальных CAG
генов PAI выявлены по меньшей мере, 14 существенными и два вспомогательных компонентов в то время как некоторые другие гены, которые не требуются для инъекций CagA [9, 49, 50]. Функция многих вспомогательных факторов T4SS пока не ясно, однако, роль CagF и CAGD недавно была выяснена. CAGD видимому, служит в качестве потенциального многофункционального компонента T4SS, которые могут быть вовлечены в CagA инъекции на внутренней мембране и может локализовать снаружи бактерий, чтобы продвигать другие реакции в клетках-хозяевах, [51]. Кроме того, CagF является шаперонная-подобный белок для CagA, который связывает близко к карбокси-концевую секреции мотиве эффекторной белка, который является важным для его транслокации по T4SS [52, 53]. Дальнейшие исследования с использованием дрожжей двух гибридных технологий, фракционирование и иммунопреципитации подходы, определенные селективные взаимодействия многочисленных CAG
PAI белки, которые, вероятно, играют важную роль в ранних стадиях сборки T4SS [50, 54].
Кристаллическая структура T4SS ядро ​​комплекса и несколько CAG
PAI белки
весомым вкладом в наших текущих знаний о T4SS nanomachineries в бактерии пришли от разрешения кристаллических структур T4SS-ядра из плазмиды pKM101 [45, 55]. Три белки (VirB7, VirB9 и VirB10) собираются в megadalton структуру ~ 1 охватывающей внутреннюю и внешнюю оболочки. Эта основная структура состоит из 14 копий каждого из белков и образует два слоя, вставив во внутренней и внешней мембраны, соответственно [45]. Кристаллическая структура ~ 0,6 megadalton наружной мембраны комплекса, содержащего весь слой O была решена с более высоким разрешением [55]. Сопоставление структур указывает на конформационные изменения, регулирующие T4SS открытие и закрытие канала, которые могут быть вовлечены в переносе эффекторных молекул [45, 55]. В дополнение к этим основным выводам, сообщили кристаллические структуры четырех отдельных структурных CAG
PAI белков. Структура VirB11 показала гексамерных кольцо образует комплекс с регуляторным белком HP1451, который функционирует в качестве фактора литниковой во внутренней мембране, предлагаемого к циклу через закрытые и открытые конформации, как инициируется АТФ-связывающего и АТФ-гидролиза соответственно [56-58 ]. Кристаллические структуры CagS, белок 23-кД кодируется хорошо сохранившегося CAG
PAI ген, точная функция остается неуловимым, и CagZ, белок 23-кДа участвует в транслокации CagA, также были решены [59 , 60]. Кроме того, структурная характеристика CAGD показал, что оно существует в виде димера ковалентной, в котором каждый мономер сворачивается как один домен, который состоит из трех альфа-спиралей и пять бета-нитей [51]. Кроме того, структура КАГЛ была смоделирована на основании кристаллической структуры доступного от Trac из pKM101, другой VirB5 ортолога [47]. КАГЛ кажется, образуют три α-спиральную структуру расслоения с открытой области, которая находится в согласии с его опубликован кругового дихроизма (КД) спектра, который показал ~ 65% спиральных последовательностей [61].
Наконец, кристалл 2,2 Å структура карбокси-концевой части CagA в комплексе с одним из своих клеточных мишеней, человеческой киназы Par1b /Mark2, была недавно решена [62]. CagA пептид взаимодействовал с киназы в качестве расширенной катушки. Видимая 14-аминокислотный пептидный последовательность охватывала "FPLKRHDKVDDLSK" мотив, последовательность дважды встречается в кристаллическом CagA конструкции. Этот CagA пептид был назван МКИ (для MARK2 ингибитор киназы), по аналогии с ПКИ, ингибитор хорошо описанного пептида протеинкиназы А. Интересно, что таким образом, в котором последовательность МКИ из CagA связывается в субстратсвязывающих расселине Par1b /Mark2 напоминает о способе, с помощью которого ИПК связывается и ингибирует PKA. Взятые вместе, первый CagA подструктуры показал, что он имитирует клетки-хозяина, киназы субстраты, используя короткий пептид MKI прикрепить к сайтом связывания субстрата Par1b /Mark2 [62]. Тем не менее, впрыскивается CagA также взаимодействует со многими другими белками клетки-хозяина, участвующих в нескольких сигнальных каскадов (рис 1А), которые обсуждаются в работах [7, 8].
Структура аппарата T4SS в живом H. Pylori

Электронно микрофотокопия инфицировать антихеликобактерную
показал, что сборка T4SS индуцируется после того, как клетки-хозяина контакта и представляет собой игольчатую структуру, простирающуюся от бактериальной внешней мембраны, которая также называется T4SS-фимбрии [61, 63, 64 ]. Эти фимбрии предлагается состоять из CAGC, который был идентифицирован как главный VirB2 пилин субъединицей ортолога [65], тем не менее, прямая маркировка пилей с α-VirB2 антител еще не было продемонстрировано. Исследования с использованием антител, меченных с immunogold показали, что бактериальные выступы украшены VirB10 (скрытный) [64] и VirB5 (КАГЛ) [61]. Скрытный белки примерно 250 кДа в размерах и может сильно различаются по размеру между штаммами и изменения размера во время колонизации данного хоста. В рамке делеции или Дупликации перегруппировки в VirB10 может привести к снижению распознавания антител хозяина, который может позволить иммунной уклонением от [66]. T4SS-игольчатый основание может быть окрашивали антителами против VirB7 (CagT) и VirB9 (CAGW) белков [63, 64]. Кроме того, immunogold окрашивание указывает на присутствие CagA на кончике придатков, обеспечивая первое прямое доказательство того, что CagA может быть действительно доставлено через пилуса, наблюдение пока не сообщается для T4SS субстратов в других бактерий [61]. Однако перенос CagA через T4SS предлагается происходить с помощью механизма зависящей от энергии, стимулированных согласованных действий NTPases VirB4, VirB11 и VirD4 [46, 56, 67].
Есть две модели сборки T4SS-пилей Предлагаемые для хеликобактерной
. Как было указано выше, все ортологи 11 Virb белков и VirD4 были идентифицированы, которые будут закодированы в CAG
PAI, а также некоторые вспомогательные белки [10], что приводит к модели T4SS аналогичной из агробактериального T4SS (рис 1В, слева). В соответствии с этими выводами исследования immunogold маркирования показали, что кончики пилуса T4SS украшены КАГЛ /VirB5 [61], которая выставлена ​​аналогичное распределение VirB5 ортологах на пилуса T4SS в Agrobacterium
[68]. Во второй модели (рис 1В, справа), было высказано предположение о том, что отростки в антихеликобактерную
покрыты локально или полностью скрытный [64] и T4SS включает все компоненты, за исключением Вирб VirB5 [50]. Примечательно, что скрытный очень большой белок, содержащий два трансмембранных сегментов с середины области (также называемый домен повтор) подвергается воздействию внеклеточного стороны, как шпилька-подобной структуры [64]. Как описано выше, VirB10 формирует внутреннее ядро ​​в общей модели T4SS [45, 55], но H. Pylori
скрытный /VirB10 явно отличается от своих коллег в других T4SSs [69]. Таким образом, необходимы дальнейшие исследования, чтобы исследовать, если пилуса T4SS в H. Pylori
больше похожа на что в Agrobacterium
(в основном состоит из VirB2 и VirB5 субъединиц), или если он сделан план скрытный как основной пилуса белок, или если он представляет собой смесь обоих (рис 1В).
функции T4SS зависит от используемой системы клеток
Хотя H. Pylori
является желудок специфических патогенов в организме человека, инфекция исследований в пробирке
показали, что CagA может быть введен в различные типы клеток. Резюме типов клеток человека с восприимчивостью сообщили за поглощение T4SS доставляемого CagA в пробирке
показан в таблице 2. Основным критерием для успешного транслокации в данной клеточной линии является то, что CagA подвергается фосфорилирования тирозина (CagA PY) принимающими киназ семейства Src и Abl [70-73], которая обычно контролируется в клеточных лизатов или immunoprecipiates (КП) с использованием моноклональных фосфотирозина специфических антител (таблица 2). Интересно отметить, что различные исследования отметили существенные различия типов специфических клеток в CagA уровни PY при заражении линий клеток человека. Кроме того, вводили CagA PY сообщалось в некоторых типах клеток от мышей и обезьян (таблица 3), в то время как другие выбранные клеточные линии от людей, хомяка или собаки оказались устойчивыми к обнаружению CagA PY (таблица 4 ). В качестве контроля, экстракорпоральное
фосфорилирования опыты CagA с различными клеточных лизатов показали, что киназы активны и сильно фосфорилируется CagA [74]. Таким образом, изменение в CagA уровни PY во время инфекции, очевидно, в результате различных уровней CagA транслокации [74, 75]. Есть несколько сценариев, которые могут объяснить наблюдаемые клетки-хозяина специфичности. Одним из возможных объяснений является то, что специфические факторы клетки-хозяина может потребоваться, чтобы активировать T4SS. Эта активация может работать на уровне экспрессии белка. Например, это имеет место для секреции аппарата типа III в Yersinia
видов [76]. Тем не менее, CagA является одним из наиболее распространенных белков в протеомом антихеликобактерной
даже при отсутствии контакта клетки-хозяина [77] указывает, что процесс транслокации подавляется, а не выражение CagA эффекта. Действительно, несмотря на обильное присутствие, CagA не секретируется в супернатант [78]. Это представляет собой умную ресурсосберегающая стратегию, напоминающую к Shigella
видов, где эффекторные белки хранятся в бактериальной цитоплазме, прежде чем обращаться к клеткам-хозяевам. В последнем случае, транслокация вызывается различными факторами, такими как белки внеклеточного матрикса, соли желчных кислот или Конго красным [79]. Поэтому было предложено, что H. пилори
T4SS может быть аналогичным образом активируется специфическими факторами, выставляемых на поверхности специфических клеток-мишеней [61] .table 2 Сообщено фосфорилирования /инъекция CagA в Linesa клеток человека
линия клеток

Происхождение

H.

• Роман понимание концепции сторожевого лимфоузла на основе 1-3 лимфоузлов у больных с pT1-2 желудочной cancer
• Наличие и значимость Helicobacter SPP. в слизистой оболочке желудка португальского dogs