Molekulárne mechanizmy žalúdočného epitelu adhézie buniek a vstrekovanie ČAGA Helicobacter pylori

molekulárne mechanizmy žalúdočného epitelu adhézie buniek a vstrekovanie ČAGA Helicobacter pylori
Abstract
Helicobacter pylori
je veľmi úspešný patogén jednoznačne upravené kolonizovať človeka. Žalúdočné infekcie touto baktériou môže vyvolať patológiu v rozmedzí od chronickej gastritídy a peptických vredov na rakovinu žalúdka. Viac virulentné H. pylori
izoláty skrývajú mnoho známych adhezíny (Baba /B, Saba, Alpa /B, OipA a HopZ) a CAG
(cytotoxin spojené s génmi) patogenity ostrov kódujúci sekrečnú systém typu IV (T4SS). Tieto adhezíny vytvoriť tesný kontakt s bakteriálnou hostiteľskej cieľové bunky a T4SS predstavuje ihlicovité Pilus zariadenia na dodávku efektorových proteínov do hostiteľských buniek, ako sú cieľové ČAGA. Baba a saba sa viaže na krvné skupiny antigénu a sialylovaných proteíny v danom poradí, a sériu T4SS komponentov vrátane CAGI, CAGL, opatrný a ČAGA bolo preukázané, že cieľ integrín beta 1 receptor, nasledované injekcií ČAGA cez membránu hostiteľskej bunky , Interakcia s ČAGA membráne ukotvený fosfatidylserínu môže tiež hrať úlohu v procese dodania. Aj keď podstatný pokrok sa dosiahol v našom súčasnom chápaní mnohé z vyššie uvedených faktorov je hostiteľská bunka receptory pre OipA, HopZ a ALPA /B počas infekcie sú stále neznáme. Tu by sme preskúmať nedávny pokrok pri charakterizácii interakcie rôznych adhezíny a štrukturálnych T4SS proteínov hostiteľskej bunky faktory. Podiel týchto interakcií H. pylori
kolonizáciu a pathogenesis je diskutovaná.
Kľúčové
Helicobacter pylori
dodržiavanie Adhesin integrín receptor typu signalizácie sekrécie IV Úvod
H. pylori
kolonizuje žalúdok asi polovica ľudského svetovej populácie, ktorá je spojená s chronickou, často bez príznakov gastritída u všetkých infikovaných jedincov. V závislosti na rôznych kritériách, závažnejšie žalúdočných ochorení, vrátane peptickej vredovej choroby môže sa objaviť až 10-15% infikovaných osôb, [1-3]. H. pylori
infekcie sú zvyčajne diagnostikovaná so silnou zápalovou reakciou, ale baktérie sa vyvinul celý rad mechanizmov, v priebehu evolúcie, aby sa zabránilo uznanie a odbavenie pomocou strojov obrane hostiteľa, a ak sa nelieči antibiotikami, môžu pretrvávať po celý život. H. pylori
indukovaná gastritída je najsilnejší singulární rizikovým faktorom pre rozvoj rakoviny žalúdka; Avšak, iba malá časť infikovaných jednotlivcov vývoji malignity ako sú sliznice-lymfóm asociovaný s lymfoidné tkanív (MALT lymfómu a) aj adenokarcinóme žalúdka [1-3]. Adenokarcinóme žalúdka predstavuje druhou najčastejšou príčinou rakoviny spojené s úmrtí na celom svete, a asi 700.000 ľudí zomiera na tejto malignity ročne [3]. Klinický výsledok infekcie H. pylori
je závislá na veľmi zložité scenáre hostiteľ-patogén presluchu. progresie ochorenia je určená rôznymi faktormi, vrátane genetickej predispozície hostiteľa, bakteriálne genotypu a parametrov životného prostredia [1-3]. Bunkové a molekulárne mechanizmy vyvinuté H. pylori
narušiť stratégie hostiteľskej obrannej boli pod intenzívnym vyšetrovanie po celom svete.
Klinické kmene H. pylori
sú veľmi rôznorodé a to ako vo svojej genetickej informácii a potenciál vyvolať patogenitu. Myriads bakteriálnych faktorov boli hlásené vplyv na patogenéze infekciou H. pylori
. K dispozícii sú dva klasické virulencie determinanty exprimované na H. pylori
, na ČAGA proteínu kódovaného cytotoxin asociovaných génov patogenity ostrova (CAG
PAI) a vacuolating cytotoxin (krava). Sekretovaný Vaca môže vyvolať rôzne reakcie, vrátane tvorby pórov na membránu hostiteľskej bunky, modifikácie endo-lysozomálnej obchodovanie, bunková vakuolizácia, inhibícia imunitných buniek a apoptózy. Aktivity Vaca sú zvýraznené v niekoľkých prehľadných článkoch [1-4] a nebude tu popísaná. V polovici deväťdesiatych rokov, CAG
PAI bol úplne sekvenovania z rôznych kmeňov H. pylori stroje a bolo zistené, že predstavujú 40 kb DNA textový prvok v chromozóme, ktorý je lemovaný 31-bp priamych repetíciami a nesúce hore 32 génov [5, 6]. Veľký vedecký záujem sa sústreďuje na ČAGA proteínu, ktorý je prítomný vo viac virulentné izoláty, ale je typicky prítomný v menej virulentné kmene H. pylori
. Tak, ČAGA slúži ako marker virulencie pre CAG
PAI [7, 8]. ukázala práce v posledných desiatich rokoch, aby PAS
PAI kóduje typ-IV vylučovací systém (T4SS), ktorý napichne ČAGA do cieľových buniek, kde narušuje násobok hostiteľskú bunku signálnych kaskád [9, 10]. Iné dobre popísané mechanizmy patogenity asociovaných zahŕňajú bičíky riadené bakteriálne motility, Ureáza sprostredkované neutralizácia pH, htrA sprostredkované štiepenie E-cadherinu, modifikácie hostiteľských buniek cholesterolu, odlupovanie vonkajšie membránových vačkov a peptidoglykánu závislých imunitných reakcií [ ,,,0],1-3, 11-13]. Okrem toho, H. pylori
nesie niekoľko klasické povrchové adhezíny umožňujúce tesné priľnutie baktérií k žalúdočných epiteliálnych buniek. Tu je prehľad rôznych molekulárnej adhézie stratégie H. pylori
žalúdočných epiteliálnych cieľovým bunkám, ktoré uľahčujú bakteriálne väzba. Tiež sme diskutovali o štruktúru a funkciu T4SS, a ako sa to robí kontakt s povrchom hostiteľskou bunku faktorov vstreknúť ČAGA efektorové proteín.
Úloha klasického H. pylori
adhezíny
Intenzívny výskum v uplynulých rokoch preukázal, že H. pylori
kóduje širokú radu rôznych adhéznych faktoroch, z ktorých niektoré sa zodpovedajúce hostiteľskej bunky receptor (y), boli identifikované (pozri tabuľku 1). H. pylori
genómy z rôznych kmeňov obsahujú viac ako 30 génov, ktoré kódujú proteíny vonkajšej membrány (OMPs), ktoré boli rozdelené do Hop (Helicobacter
vonkajších membránových pórov) a Hôr (chmeľových súvisiace) podskupín. Hop rodina proteínov zahŕňa niekoľko dobre opísaných adhezíny H. pylori
ako je Baba, Saba, Alpa /B, HopZ a OipA. Avšak, u klinických kmeňov H. pylori
značnú variabilitu v expresii OMPs existuje. To je myšlienka, aby odrážal selektívne tlak na zachytávaniu baktérií, ktoré sa môžu líšiť ako medzi av rámci infikovaných jedincov v priebehu času. Ukázalo sa, že niektoré z klasických adhéznych molekúl popísaných nižšie činu v súvislosti s faktormi z CAG
PAI, aby sa highjack niekoľko hostiteľskej bunkových procesov, vrátane zmenené transkripcie, cytoskeletálnych prestavby, otvorenie križovatiek z bunky do bunky, nástupu zápalu a iní ako je zhrnuté v zjednodušený model (obrázok 1A) .Table 1 Charakteristika bundy
PAI-nezávislé a CAG
PAI závislé na hostiteľskej bunke adhézie Factors
Bakteriálna faktor
Hlásené hostiteľa receptor
Mobilné systémy používané
H. pylori
kmene používajú
používaných metód
Referencie
Baba
fukosylována antigény krvných skupín LEB, a H1
ľudská rezy žalúdočné tkaniva
P466 , CCUG17875, A5, M019, 26695
RIA, receptor posunutie asssay, Schatchardova analýza,
[14]
Leb, H1, a, alebo a pľuzgierik -
P466, CCUG17875, J99
Šablóna väzbové štúdie s rádioaktívne značeným glykokonjugátů
[15]
Babb
neznámeho -
- - -
Saba
sialylovány dimerního Lewis x, sialyl Lea antigén
ľudský a opičie žalúdka tkanivové rezy
CCUG17875, J99, 26695, SM165, WU12
RIA a Schatchardova analýza
[26]
laminínu -
J99
Glycoconjugate array väzbové štúdie
[30]
OipA
Neznámy
AGS, KATO-III
B128, G27
priľnutie baktérií testy
[37]
ALPA /B
laminínu -
26695, SS1
prietoková cytometria, Biacore štúdie väzby, povrchová priľnavosť testu
[33]
HopZ
Neznámy
AGS
ATCC43504, 342, 326/01
AGS bunkové adhézne skúšky
[39]
ČAGA
β1 integrín
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD s magnetickým perličky, FACS, Biacore väzbové štúdie
[82]
fosfatidylserín
AGS
NCTC11637
väzobné štúdie, CF, AB blokovanie, IF
[83]
CAGI
β1 integrínu štáty - -
Y2H, PD s magnetickými guličkami, FACS
[82]
CAGL
β1 integrín
AGS, GD25 verzus GD25β1, Hela, myšou fibroblasty
P1, P12
Biacore väzobných štúdií, peptid hospodárskej súťaže, bunkovej adhézie test, AB blokovanie, CF
[61, 81]
opatrný
β1 integrín
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD s magnetickými guličkami, FACS
[82]
Skratky: AB (protilátka); CF (bunková frakcionácie); FACS (fluorescencie-aktivované triedenie buniek); IF (ko-lokalizácia pomocou imunofluorescencie); PD (pull-down experimenty); RIA (Radioimmuno test); Y2H (kvasnice dva hybridný obrazovka).
Obrázok 1 H. pylori interakcie s epitelové bunky zvýraznenie role adhezíny a sekrečnú typu IV systému (T4SS) kódovaný CAG PAI. (A) (1) H. pylori
Adhesin sprostredkovať apikálního väzby na známych a neznámych receptorov na žalúdočného epitelu a pravdepodobne aj priamom prenose signálu, ako je uvedené. (2) Zvýšená expresia transkripčných faktorov, ako je napríklad NF-kB vedie k produkcii pre-zápalových cytokínov a chemokiny. (3) Sekrécia mediátorov v bazolaterálních povrchu priťahuje imunitných buniek na miesto infekcie. (4) Pri kontakte hostiteľskej bunky, H. pylori
montuje T4SS Pili na ich povrchu, ktorý umožňuje dodanie molekúl, ČAGA a peptidoglykánu bakteriálnej cytoplazme do hostiteľských buniek. bunda
PAI proteíny (ČAGA, CAGI, CAGL a opatrný) interagujú s integrinových receptorov. Interakcia s fosfatidylserínu (PS) a cholesterolu v lipidických raftoch sa tiež podieľajú na T4SS procesoch. T4SS a ČAGA sa podieľajú na rade bunkových účinkov, vrátane narušenia z bunky do bunky, uzly (5), cytoskeletálnych prešmyky (6) a nukleárnej signalizácia (7). (B) Dva modely pre zostaveného T4SS stroja v H. pylori
sú navrhované. Model-1 predpokladá VirB1-11 bielkoviny, spojovací faktor VirD4 a príslušenstvo faktory, ako je CagF (navrhovaný gardedáma z ČAGA) zostaviť podobným spôsobom, ako bolo navrhnuté pre A. tumefaciens
T4SS [10]. Model-2 predpokladá, že T4SS vyžaduje tie isté bielkoviny VirB /D ako modelové-1 s dvoma hlavnými rozdielmi. Pilus povrch je pokrytý T4SS opatrný (VirB10) molekúl a VirB5 je vylúčená [50]. H. pylori
VirB10 je veľký proteín (~ 250 kDa), nesúci dve transmembránovej domény za vzniku vlásočnicové štruktúry slučkou v Pilus, ako je znázornené [64]. Immunogold označenie oblasti slučky v opatrný je uvedené, že toto je vystavená do extracelulárneho priestoru a je transportovaný k povrchu Pilus neznámym mechanizmom [64]. Skratky: AJ (adherens križovatka); HtrA (požiadavka vysokej teploty Proteasový); (Antigény Lewis B) Leb; MΦ (makrofágov); NTP (nukleotidov triphosphate); NDP (nukleotid difosfát); P (fosfát skupina); SDL (sialyl-dimerizovaných-Lewis × glycosphingolipid); TJ (tesný križovatka).
Baba
OMP člena Baba bol prvý H. pylori
Adhesin objavený. Baba sprostredkováva väzbu baktérií na antigény Lewis B, Leb [14] a súvisiace koncové zvyšky fukosa nájdené na krvnou skupinou O (H antigén), A a B antigény [15], ktoré sú vyjadrené na žalúdočnú sliznicu. Multiple chromozomálne loci a alely pre Baba boli hlásené existovať a väzbové aktivita Leb bolo preukázané, že by sa mal uľahčiť BabA2 alely [14]. Avšak, novšie práce naznačujú, že BabA1 alely sa vyskytujú len veľmi zriedka a je ťažké ich odhaliť existovať [16] Podstatné amino kyselín polymorfizmy medzi Baba bielkovín vyjadrených rôznych kmeňov [17]. Rozmanitosť tiež sa objaví, pokiaľ ide o väzbu kmeňov LEB a Baba prejavu, a väzbovú afinitu k antigénu A, B a O koreluje s expresiou antigénu krvných skupín hostiteľa [15, 18]. Blízko príbuzný gén Babb
, kóduje translačného produktu, ktorý má významný N- a C-terminálny podobnosť s Baba. Baba stroje a Babb
sú vo svojich 5 'a 3' oblasti takmer identické, ale je tu sekvencia rozdiel v ich strednej oblasti [19], čo znamená, že centrálna variabilné oblasti pravdepodobne kódujú jedinečné funkcie. Mnoho LEB nezáväzné kmene vyjadriť tichý Baba
génových sekvencií, ktoré sa môžu stať aktivovaných rekombináciu do oku Babb
tvoriaci chimérický Babb /A
gény [20]. Baba expresie in vivo
sa však javí ako veľmi dynamický. Experimentálne infekcie makak rézus, myši a mongolských Gerbil za následok stratu Baba prejavu a Leb záväznú [21, 22]. Po infekcii kmene izolované z pieskomilov obsahovala BabA2 proteín, ktorý bol modifikovaný šesť aminokyselín z kmeňa používané na inokulácii. Komplementáciu experimenty potvrdili tieto šesť aminokyselinových zvyškov sú rozhodujúce pre väzbu na fukosylovaných antigény krvných skupín [22]. V nedávnej štúdii, experimentálne infekcie mongolských Gerbil za následok úplnú absenciu expresie Baba na šesť mesiacov po infekcii. Strata Baba výrazu bolo spôsobené nukleotidových zmien v rámci Baba
gén, ktorý vyústil v skráteného Baba translačného produktu [23]. Baba-sprostredkované priľnavosť H. pylori
na LEB na povrchu epitelových buniek bola dokázaná in vitro
, za použitia Leb transfekované bunky MDCK, a in vivo
, pomocou infekcie mongolských Gerbil, aby sa zvýšil CAG
PAI závislé na H. pylori
patogenitu spúšťa produkciu zápalových cytokínov a faktorov predrakovinové súvisiacich [24] (pozri obrázok 1a). To znamená, že expresia Baba Adhesin zdá, pevne pripojený k nástupu T4SS súvisiacich s reakciou hostiteľskej bunky in vivo
. Prítomnosť Baba
je spojená s ČAGA stroje a Vaca
S1 alel, a kmene, ktoré vykazujú všetky tri z týchto génov vynaložiť najvyššie riziko vzniku rakoviny žalúdka [25].
Saba
expresie sialyl-dimerního-Lewis x glycosphingolipid je stimulovaná po infekcii H. pylori stroje a zápalu. Táto molekula pôsobí tiež ako receptor pre patogén a väzba je sprostredkovaná bakteriálnym OMP člena SABA [26]. Bez väzby na Gangliozidy sa získal s mutantný kmeň saba negatívne použitie Tenkovrstvová chromatografia s šablónou testu [27]. Infekcia žalúdočné epiteliálne bunková línia rakoviny MKN45 H. pylori
up-regulovaná expresia génu kódujúceho P3 GlcNAc T5, s GlcNAc transferázy nevyhnutné pre biosyntézu Lewisovej antigény. Nadmerná expresia tohto génu v oboch adenokarcinóme žalúdka bunkových línií MKN45 a AGS vedú k expresii Saba ligandu, sialyl Lex, čo naznačuje, že H. pylori
môžu modulovať expresiu receptora [28]. Saba bol identifikovaný ako hemaglutinínu, ktorý sa viaže k sialylovaných štruktúrami nachádzajúcimi sa na povrchu červených krviniek a existuje dobrá korelácia medzi kmeňmi medzi sialovej kyselina závislé hemaglutinácia a sialyl Lex viazanie [29]. Ako je pozorovanie Baba, vysoká úroveň polymorfizmu bola zaznamenaná vo väzbe sialyl vlastnostiach medzi klinickej H. pylori
izoláty, čo naznačuje, že sa prispôsobuje saba svojho hostiteľa v závislosti na slizničnej sialylace vzore infikovaného jedinca [29]. Saba tiež bolo preukázané, že sprostredkúva väzbu H. pylori
na sialylovaných skupín na extracelulárnej matrix proteín laminínu [30].
ALPA /B
dva silne homológne gény nazývaný ALPA stroje a alpB
boli tiež popísané a preukázané, že kódujú integrálne OMPs. Adhézne experimenty naznačili, že sa tiež podieľajú na adherenciu H. pylori
ľudským biopsiu žalúdka tkanív [31]. OMP expresia profilovanie 200 kmeňov z Nemecka sa zistilo, že prakticky všetky klinické izoláty produkovali proteíny ALPA a AlpB na rozdiel od mnohých iných OMPs, ktoré boli vyrobené za použitia veľmi rozdielnych sadzieb [32]. V poslednej dobe obaja ALPA a AlpB proteíny bolo preukázané, že sa viažu na myši laminínu in vitro stroje a plazmid prenášaných ALPA
titul schopnosť laminínu záväzné E. coli
[33]. Doteraz neboli zistené žiadne iné väzbové partnerov alebo receptory pre ALPA a AlpB. Alpa /B l
OCUS bolo tiež preukázané, že ovplyvňujú signalizáciu hostiteľských buniek a produkcia cytokínov po infekcii. Výmaz Alpa /B
génov znížený IL-8 indukcii počas infekcie sa východnej Ázie, ale nie s Západnej H. pylori
kmeňov [34]. Tieto Alpa /B
mutanty zle kolonizoval žalúdky C57BL /6 myší a boli spojené s nižšou úrovňou slizničných indukovanej KC (názov myší pre ľudský IL-8) a IL-6 [34]. Na rozdiel od týchto výsledkov, v inom nedávnej štúdie ALPA stroje a alpB
génových mutant H. pylori
SS1 vyvolaného viac závažným zápalom ako rodičovský kmeň v infikovaných pieskomilov [33].
OipA
OipA (vonkajší zápalový proteín A), kódovaný Hof
génu, bol pôvodne identifikovaný ako povrchový proteín, ktorý podporoval produkciu IL-8 v T4SS nezávislej spôsobom [35]. OipA expresie H. pylori
bolo preukázané, že je významne spojená s prítomnosťou dvanástnikových vredov a rakoviny žalúdka, vysoká H. pylori
hustoty, a ťažkou infiltráciou neutrofilov [36]. Neskoršie štúdia zistila, že Hof
knockout mutantné kmene držali podstatne menej žalúdočnej rakovinových bunkových línií, AGS a Kato-III, než divokých kmeňov a doplnenie tejto Hof
génu obnovená vlastnosti priľnavosti HOF
mutant [37]. Prítomnosť oipA
bolo tiež preukázané, že jasne zvýšenie produkcie IL-8 in vitro
ale iba v prítomnosti CAG
PAI [32]. Ďalšie poznatky prišiel z infekcie štúdiách po dobu až 52 týždňov v pískomil mongolský modelovom systéme. Všetky infikované gerbily vyvinutý gastritídu; Avšak, zápal sa významne zoslabený u zvierat infikovaných ΔcagA
, ale nie jediný ΔvacA
alebo ΔoipA
kmeňov [38]. Avšak, inaktivácia oipA
znížil nukleárnej lokalizáciu P-kateninu, čo je faktor zapojených do transkripcie up-regulácia génov podieľajúcich sa karcinogenézy a znížil výskyt rakoviny v pieskomilov. OipA expresia bola zistená významne častejšie u H. pylori
kmeňov izolovaných od ľudských pacientov so žalúdočnými prekurzorov rakoviny lézií v porovnaní s osobami s gastritídou samotným [38]. Hostiteľský receptor pre OipA však zostáva neznámy.
HopZ
hopZ
gén kóduje proteín, ktorý sa prejavil fluorescenciou byť umiestnený na povrchu baktérií. Knockout mutantný kmeň ukázal výrazne znížila väzbu na bunkové línie AGS, v porovnaní so zodpovedajúcim divokým typom kmeňa [39]. Nedostatok výroby HopZ neovplyvnil schopnosť baktérie kolonizovať žalúdky morčatá [40]. Avšak role pre HopZ v kolonizácie in vivo
bol nedávno navrhnutý ako delécie hopZ
zníženú schopnosť H. pylori
prežiť v transgénnym modeli bezmikrobním myšiam chronickej atrofickej gastritídy [41 ]. Okrem toho je jedným z mála rozdielov zistených v H. pylori
kmene izolované z infikovaných dobrovoľníkov bol OFF /ON vypínač v hopZ fáze premennej
génu naznačuje silnú in vivo
výber pre HopZ pri kolonizácii [42]. Podobne ako u OipA, hostiteľ receptor pre HopZ doteraz nebol identifikovaný a bude jedným z hlavných náročný cieľ pre budúci výskum.
Role CAG
PAI bunkové adhézie a funkcie T4SS
Zloženie H. pylori
T4SS prístroj
T4SS v CAG
PAI patrí do veľkej skupiny transmembránových transportérov, ktoré sú ancestrally vzťahujúce sa k plazmidovej DNA konjugácia systémy gramnegatívne baktérie a boli nájdené v mnohých patogénne a non patogénne organizmy [9, 43, 44]. Hoci evolučné zachovaných, T4SSs sú funkčne heterogénne vo vzťahu k obom dodaného podkladu (DNA-proteínové komplexy alebo proteíny) a zainteresovaných príjemcov. Príjemcami môžu byť buď baktérie rôznych alebo rovnakého druhu, alebo druhy z iných kráľovstva, vrátane rastlín, húb a cicavčích buniek. Okrem H. pylori
, T4SSs sa našli aj v Agrobacterium
, Legionella
, Bartonella, Bordetella stroje a ďalších patogénov, a zvyčajne obsahujú inú sadu /D proteínov VirB. Medzi ne patrí komponenty VirB1-VirB11 a tzv faktor väzby, na NTPase VirD4. Agrobacterial T-DNA systém je prototypom T4SS transportéra a jeho VirB proteíny boli rozdelené do troch skupín: (i) predpokladané základné alebo kanálové podjednotiek (VirB6-10), (ii) energetické zložky (ďalej len NTPases VirB4 a VirB11) a (iii) Pilus asociované proteíny (VirB2, a možno aj VirB3 VirB5). VirB1 je navrhovaný transglycosylase obmedzeného lýze mureínu vrstvy do zberného miesta T4SS v membráne [45, 46]. V prípade H. pylori
T4SS, boli identifikované všetky ortology z 11 VirB proteíny a VirD4 rovnako ako niektoré prídavné faktory, ktoré majú byť kódované CAG
PAI [10, 47, 48]. Mutagenéza všetkých individuálnych CAG
PAI gény odhalilo aspoň 14 esenciálne a dva pomocné zložky, zatiaľ čo niektoré iné gény nie sú vyžadované pre vstrekovanie ČAGA [9, 49, 50]. Funkcia mnohých prídavných T4SS faktorov, nie je doteraz jasné, však, role CagF a CagD bola nedávno objasnená. CagD Zdá sa, že slúži ako potenciálny multifunkčné zložka T4SS, ktorý môže byť zapojený do injekčnej ČAGA na vnútornú membránu a môže lokalizovať mimo baktérií na podporu ďalších odpovedí v hostiteľských bunkách [51]. Okrem toho, CagF je gardedáma podobný proteín, ktorý sa viaže na ČAGA v blízkosti karboxy-koncové sekrécie motívom efektorových proteínov, čo je dôležité pre jej translokácii u T4SS [52, 53]. Ďalšie štúdie využívajúce kvasnice dva-hybridnej technológie, frakcionáciou a imunoprecipitáciou prístupy identifikovať selektívne interakcie početných CAG
PAI proteíny, ktoré by mohli mať dôležitú úlohu v skorých montážnych krokov T4SS [50, 54].
Kryštálová štruktúra T4SS jadro komplexné a niekoľko bunda
PAI proteíny
významne prispieva k našej súčasnej znalosti o T4SS nanomachineries u baktérií prišiel z uznesenia kryštalických štruktúr T4SS-core z plazmidu pKM101 [45, 55]. Tri proteíny (VirB7, VirB9 a VirB10) zostaviť do megadalton štruktúry ~ 1 trvajúce vnútornej a vonkajšej membrány. Táto štruktúra jadra sa skladá z 14 kópií každého z proteínov a tvoria dve vrstvy, vkladanie na vnútorné a vonkajšie membrány, respektíve [45]. Kryštálová štruktúra je ~ 0,6 megadalton vonkajšie membránový komplex, ktorý obsahuje kompletné O vrstva bola riešená s vyšším rozlíšením [55]. Porovnanie štruktúr poukazuje na konformační zmien, ktoré upravujú T4SS otváranie a zatváranie kanálov, ktoré by mohli byť zapojené do transportu efektorových molekúl [45, 55]. Okrem týchto hlavných zistení, boli hlásené kryštálovej štruktúry zo štyroch jednotlivých konštrukčných bunda
PAI proteínov. Štruktúra VirB11 odhalila hexamerní krúžok komplexu s regulačným proteínom HP1451, ktorý funguje ako vtokových faktor vo vnútornej membráne, navrhnuté pre prechádzanie uzavreté a otvorené konformácii ako vyvolaná ATP-viažuci a ATP-hydrolýze, v danom poradí [56-58 ]. Kryštálovej štruktúry PAS, 23-kDa proteín kódovaný dobre konzervatívny CAG
PAI gén, ktorého presná funkcia zostáva nejasná, a CagZ, 23-kDa proteín podieľa na translokáciu ČAGA, boli tiež riešené [59 , 60]. Okrem toho, že štrukturálne charakterizácie CagD uviedol, že existuje ako kovalentné dimér, v ktorom každý monomér sa prekladá ako jediné domény, ktorá sa skladá z troch alfa-skrutkovíc a piatich beta-reťazcov [51]. Okrem toho, štruktúra CAGL bol modelovaný na základe kryštalickej štruktúry dostupný od TRAC z pKM101, ďalšie VirB5 ortologu [47]. CAGL Zdá sa, že tvoria tri α-špirálové štruktúru zväzku s exponovanú doménou, ktorá je v súlade s jeho zverejnené cirkulární dichroismus (CD) spektra, ktorá odhalila ~ 65% skrutkovitými sekvencie [61].
Napokon, 2,2-kryštálu štruktúra karboxyterminální časti ČAGA v komplexe s jedným zo svojich bunkových cieľov, ľudskej kinázy Par1b /Mark2, bol v poslednej dobe riešená [62]. ČAGA peptid v styku s kinázy ako rozšírený cievky. Viditeľná 14-aminokyselinový peptid sekvencie preklenul "FPLKRHDKVDDLSK" motív, sekvencie vyskytujúce sa dvakrát v kryštalickom ČAGA konštruktu. Tento peptid bol pomenovaný ČAGA MKI (pre Mark2 inhibítora kinázy) Podobne ako v PKI, dobre popísaný inhibítor peptidu proteínkinázy A. Je zaujímavé, že spôsob, akým MKI sekvencie ČAGA viaže na substráte viažuci štrbiny Par1b /Mark2 pripomína spôsobom, ktorý PKI sa viaže na a inhibuje PKA. Dohromady prvý ČAGA nosná konštrukcia ukázala, že napodobňuje hostiteľskej bunky kinázy substráty, za použitia krátke MKI peptid, aby sa naviazal na väzbového miesta substrátu Par1b /Mark2 [62]. Avšak, injekčne ČAGA tiež interaguje s mnohými ďalšími proteínmi hostiteľskej bunky, podieľajúcich sa na rôznych signálnych kaskád (obrázok 1A), ktoré sú diskutované na inom mieste [7, 8].
Štruktúra T4SS aparátu v živom H. pylori

Electron microcopy infikovať H. pylori
preukázala, že montáž T4SS sa indukuje po styku hostiteľskej bunky a predstavuje ihly štruktúru podobnú vystupujúce z bakteriálnej vonkajšej membrány, nazývanej tiež T4SS-Pili [61, 63, 64 ]. Tieto Pili sa navrhuje, že pozostáva z CagC, ktorý bol identifikovaný ako hlavný VirB2 pilín podjednotky ortologu [65], však priame značenie na Pili s α-VirB2 protilátok nebola doteraz preukázaná. Štúdia využívajúce protilátky značenie s immunogold preukázali, že bakteriálne výbežky sú zdobené VirB10 (opatrný) [64] a VirB5 (CAGL) [61]. Opatrný proteíny sú asi 250 kDa vo veľkosti a môže pri kolonizácii daného hostiteľa významne líšia vo veľkosti medzi kmeňmi a zmeny veľkosti. In-frame delécie alebo duplikácie preskupenie v VirB10 môže mať za následok zníženú uznanie protilátky hostiteľskou ktorý môže dovoliť imunitný únikom [66]. T4SS-ihla základňa môže byť zafarbené protilátkami proti VirB7 (CagT) a VirB9 (CagW) proteínov [63, 64]. Okrem toho, immunogold-farbenie ukazuje na prítomnosť ČAGA na špičke prídavky, ktoré poskytujú prvý priamy dôkaz, že ČAGA môže byť skutočne dodávané prostredníctvom pilus, pozorovanie doteraz uvedeného pre T4SS substrátov v iných baktérií [61]. Avšak, transport ČAGA cez T4SS sa navrhuje dochádza mechanizmom energeticky závislé stimulovanou koordinovanú činnosť NTPases VirB4, VirB11 a VirD4 [46, 56, 67].
Existujú dva T4SS-Pilus montážne modely navrhovanej pre H. pylori
. Ako bolo uvedené vyššie, boli identifikované všetky orthology z 11 VirB proteínov a VirD4, ktoré majú byť kódované v CAG
PAI rovnako ako niektoré druhotné bielkoviny [10], čo vedie k modelu T4SS podobný tomu, ktorý z agrobacterial T4SS (obr 1B, vľavo). V súlade s týmito závermi štúdie immunogold pre označovanie naznačili, že hroty na T4SS Pilus sú zdobené CAGL /VirB5 [61], ktorý vykazoval podobnú distribúciu VirB5 ortology na Pilus T4SS v Agrobacterium
[68]. V druhom modeli (obrázok 1B, vpravo), bolo navrhnuté, že prívesky na H. pylori
sa vzťahuje na mieste, alebo úplne opatrný [64] a T4SS zahŕňa všetky zložky, s výnimkou VirB VirB5 [50]. Pozoruhodné je, že opatrný je veľmi veľký proteín obsahujúci dve transmembránovej segmenty strednej oblasti (nazývané aj opakovanie doménu) vystavené na extracelulárnej strane ako vlásočnicové štruktúry podobné [64]. Ako je popísané vyššie, VirB10 tvorí vnútorné jadro v spoločnom modeli T4SS [45, 55], ale H. pylori
opatrný /VirB10 jasne sa odlišuje od svojich partnerov v iných T4SSs [69]. Tak, ďalšie štúdie sú nevyhnutné vyšetriť v prípade, že T4SS pilus v H. pylori
je viac podobný tomu, ktorý v Agrobacterium
(zložený prevažne z VirB2 a VirB5 podjednotky), alebo ak je zhotovené z opatrný ako hlavný Pilus proteín, alebo ak sa jedná o kombináciu oboch (obrázok 1B).
funkcie T4SS závisí na použitom systéme buniek
Aj H. pylori
je patogén žalúdok špecifický u ľudí, infekcie štúdie in vitro
ukázali, že ČAGA môže byť aplikovaný do mnohých rôznych typov buniek. Súhrn ľudských bunkových typov s hlásené náchylnosťou k absorpcii T4SS-dodáva ČAGA in vitro
je uvedené v tabuľke 2. Hlavným kritériom pre úspešné translokácia v danej bunkovej línii, je, že dochádza k fosforylácii tyrozínu ČAGA (ČAGA PY) hostiteľskými kináz skupiny Src a Abl [70-73], ktorý sa bežne sledované v bunkových lyzátov alebo immunoprecipiates (IPS) s použitím monoklonálne protilátky špecifické pre fosfotyrosin- (tabuľka 2). Je zaujímavé, že rôzne štúdie zaznamenal významné typovo špecifické bunkové rozdiely v ČAGA Hladiny PY pri infekcii ľudských bunkových línií. Okrem toho sa vstrekuje ČAGA PY bol zaznamenaný u niektorých typov buniek od myší a opíc (tabuľka 3), pričom vybrané iné bunkové línie od ľudí, škrečkov alebo psa, sa zdá byť odolné k detekcii ČAGA PY (Tabuľka 4 ). Ako kontroly in vitro fosforylačných
experimenty ČAGA s rôznymi bunkovými lyzáty uvedené, že kinázy sú aktívne a silne fosforylované ČAGA [74]. To znamená, že zmena v ČAGA úrovňou PY počas infekcie zrejme vyplýva z rôznych úrovní ČAGA premiestnenie [74, 75]. Existuje niekoľko scenárov, ktoré by mohli vysvetliť pozorované hostiteľskej bunky špecifickosť. Jedným z možných vysvetlení je, že môžu byť potrebné konkrétne hostiteľskou bunkou faktory k aktivácii T4SS. Táto aktivácia by mohlo pôsobiť na úrovni expresie proteínu. Napríklad, to je prípad pre sekrečného aparátu typu III v Yersinia
druhov [76]. Avšak, ČAGA je jedným z najrozšírenejších proteínov v proteomu H. pylori
aj v neprítomnosti kontakte hostiteľskej bunky [77], čo znamená, že proces translokácia je potlačená, skôr než ČAGA výraz efekt. Napriek svojej bohatej prítomnosti ČAGA nie je vylučovaný do supernatantu [78]. To predstavuje chytré stratégiu zdroje úsporné pripomínajúce na Shigella
druhov, kde sú efektorové proteíny uložené v bakteriálnej cytoplazme pred kontaktovaním hostiteľských buniek. V poslednom prípade, translokácia je vyvolaná rôznymi faktormi, ako je napríklad proteínov extracelulárnej matrice, žlčové soli alebo kongo-červeň [79]. Bolo preto navrhnuté, že H. pylori
T4SS môže byť podobne aktivované špecifickými faktormi exponovaných na povrchu špecifických cieľových buniek [61] .Table 2 Oznámené fosforylácie /injekcia ČAGA v bunkovej Lines ľudskej
Bunková línia
Pôvod
H.

• Román pohľad koncepcia sentinelovej uzliny založený na 1-3 pozitívnych uzlín u pacientov s karcinómom žalúdka pT1-2
• Prítomnosť a význam Helicobacter spp. v žalúdočnej sliznici portugalských psov