stringtranslate.com

Регулятор вспомогательного гена

Регулятор дополнительных генов (agr) — это сложный локус из 5 генов, который является глобальным регулятором вирулентности у Staphylococcus aureus . [ 1 ] [ 2] [3] Он кодирует двухкомпонентную транскрипционную систему кворум-сенсорики (QS), активируемую аутоиндуцирующим циклическим пептидом (AIP), содержащим тиолактон. [4]

Agr встречается в 4 аллельных подтипах, которые играют важную роль в эволюции стафилококков. [5] [6] Соответствующие AIP взаимно перекрестно ингибируют, что может усилить эволюционное разделение 4 групп. [6] [7] Рецептор agr , AgrC, является модельной гистидинфосфокиназой (HPK), которая использовалась для расшифровки молекулярного механизма передачи сигнала . [8] Связывание AIP с внеклеточным доменом AgrC вызывает скручивание внутриклеточного a-спирального домена, что позволяет трансфосфорилировать гистидин активного центра; ингибирующие AIP заставляют α-спиральный домен скручиваться в противоположном направлении, предотвращая трансфосфорилирование. [8] Схема agr QS автоматически активирует транскрипцию agrA , которая, в свою очередь, активирует фенол-двойные модуляны. [9] Что еще более важно, он активирует транскрипцию дивергентно ориентированного промотора, транскрипт которого, известный как RNAIII , [10] представляет собой регуляторную РНК из 514 нуклеотидов, которая кодирует δ-гемолизин и является основным эффектором регулона agr . [10] RNAIII действует путем антисмыслового ингибирования или активации трансляции целевого гена. In vitro на ранних стадиях роста экспрессируются гены, кодирующие поверхностные белки, важные для адгезии и иммунного уклонения (например, spa – кодирующий белок A [11] ), что позволяет организму закрепиться. Позже в процессе роста эти гены подавляются RNAIII , а те, что кодируют токсины, гемолизины и другие белки, связанные с вирулентностью, включаются, что позволяет организму устанавливать и распространять свои патологические программы, такие как образование абсцессов. [12] Предполагается, что эта программа действует и in vivo. Поскольку agr необходим для заражения стафилококками, [13] мутанты с дефектом agr не заразны, но обеспечивают долгосрочное выживание организма при хронических состояниях, таких как хирургические инфекции имплантатов, остеомиелит или инфицированное легкое при муковисцидозе . В соответствии с этим поведением мутации, инактивирующие функцию agr, повышают стабильность биопленок , [14] которые являются ключом к поддержанию хронических инфекций.

Agr широко распространен среди Bacillota [15] и играет четко определенную роль в регуляции вирулентности у нескольких родов, особенно у Listeria и Clostridia .

Ссылки

  1. ^ Рекси П., Крайсвирт Б., О'Рейли М., Шливерт П., Грусс А., Новик Р.П. (январь 1986 г.). «Регуляция экспрессии гена экзопротеина у Staphylococcus aureus с помощью агара». Молекулярная и общая генетика . 202 (1): 58–61. дои : 10.1007/BF00330517. PMID  3007938. S2CID  8592594.
  2. ^ Gomes-Fernandes M, Laabei M, Pagan N, Hidalgo J, Molinos S, Villar Hernandez R и др. (14.04.2017). "Функциональность регулятора вспомогательного гена (Agr) у Staphylococcus aureus, полученная от инфекций нижних дыхательных путей". PLOS ONE . 12 (4): e0175552. Bibcode : 2017PLoSO..1275552G. doi : 10.1371/journal.pone.0175552 . PMC 5391941. PMID  28410390 . 
  3. ^ Tan L, Li SR, Jiang B, Hu XM, Li S (2018). «Терапевтическое нацеливание системы регулятора дополнительных генов Staphylococcus aureus (agr)». Frontiers in Microbiology . 9 : 55. doi : 10.3389/fmicb.2018.00055 . PMC 5789755. PMID  29422887 . 
  4. ^ Ji G, Beavis RC, Novick RP (декабрь 1995 г.). «Контроль плотности клеток вирулентности стафилококков, опосредованный октапептидным феромоном». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 92 (26): 12055–9. Bibcode : 1995PNAS...9212055J. doi : 10.1073 /pnas.92.26.12055 . PMC 40295. PMID  8618843. 
  5. ^ Wright JS, Traber KE, Corrigan R, Benson SA, Musser JM, Novick RP (август 2005 г.). «Излучение agr: раннее событие в эволюции стафилококков». Журнал бактериологии . 187 (16): 5585–94. doi :10.1128/JB.187.16.5585-5594.2005. PMC 1196086. PMID  16077103 . 
  6. ^ ab Jarraud S, Lyon GJ, Figueiredo AM, Lina G, Gérard L, Vandenesch F, et al. (Ноябрь 2000 г.). «Штаммов, продуцирующих эксфолиатин, определяют четвертую группу специфичности agr у Staphylococcus aureus». Журнал бактериологии . 182 (22): 6517–22. doi :10.1128/jb.182.22.6517-6522.2000. PMC 94802. PMID  11053400 . 
  7. ^ Ji G, Beavis R, Novick RP (июнь 1997 г.). «Бактериальная интерференция, вызванная аутоиндуцирующими пептидными вариантами». Science . 276 (5321): 2027–30. doi :10.1126/science.276.5321.2027. PMID  9197262.
  8. ^ ab Wang B, Zhao A, Xie Q, Olinares PD, Chait BT, Novick RP, Muir TW (январь 2017 г.). «Функциональная пластичность гистидинкиназы рецептора AgrC, необходимая для вирулентности стафилококков». Cell Chemical Biology . 24 (1): 76–86. doi :10.1016/j.chembiol.2016.12.008. PMC 5697745 . PMID  28065658. 
  9. ^ Chatterjee SS, Chen L, Joo HS, Cheung GY, Kreiswirth BN, Otto M (2011-12-12). Horsburgh MJ (ред.). "Распределение и регуляция мобильного генетического элемента, кодируемого фенол-растворимым модуляном PSM-mec в метициллин-резистентном золотистом стафилококке". PLOS ONE . 6 (12): e28781. Bibcode : 2011PLoSO...628781C. doi : 10.1371/journal.pone.0028781 . PMC 3236207. PMID  22174895 . 
  10. ^ ab Novick RP, Ross HF, Projan SJ, Kornblum J, Kreiswirth B, Moghazeh S (октябрь 1993 г.). «Синтез факторов вирулентности стафилококков контролируется регуляторной молекулой РНК». The EMBO Journal . 12 (10): 3967–75. doi :10.1002/j.1460-2075.1993.tb06074.x. PMC 413679 . PMID  7691599. 
  11. ^ Benito Y, Kolb FA, Romby P, Lina G, Etienne J, Vandenesch F (май 2000 г.). «Исследование структуры RNAIII, регуляторной РНК Staphylococcus aureus agr и идентификация домена РНК, участвующего в подавлении экспрессии белка A». RNA . 6 (5): 668–79. doi :10.1017/S1355838200992550 (неактивен 1 ноября 2024 г.). PMC 1369947 . PMID  10836788. {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  12. ^ Novick RP (июнь 2003 г.). «Автоиндукция и сигнальная трансдукция в регуляции вирулентности стафилококков». Молекулярная микробиология . 48 (6): 1429–49. doi : 10.1046/j.1365-2958.2003.03526.x . PMID  12791129. S2CID  6847208.
  13. ^ Shopsin B, Eaton C, Wasserman GA, Mathema B, Adhikari RP, Agolory S и др. (ноябрь 2010 г.). «Мутации в agr не сохраняются в естественных популяциях метициллин-резистентного золотистого стафилококка». Журнал инфекционных заболеваний . 202 (10): 1593–9. doi : 10.1086/656915 . PMID  20942648.
  14. ^ Kong KF, Vuong C, Otto M (апрель 2006 г.). «Staphylococcus quorum sensing in biofilm formation and infection». International Journal of Medical Microbiology . 296 (2–3): 133–9. doi :10.1016/j.ijmm.2006.01.042. PMID  16487744.
  15. ^ Wuster A, Babu MM (январь 2008 г.). «Сохранение и эволюционная динамика системы межклеточной коммуникации agr у фирмикутов». Журнал бактериологии . 190 (2): 743–6. doi :10.1128/JB.01135-07. PMC 2223712. PMID  17933897 .