stringtranslate.com

Флагеллин

Флагеллины — это семейство белков, присутствующих в жгутиконосных бактериях [1] , которые выстраиваются в полый цилиндр, образуя нить в бактериальном жгутике . Флагеллин имеет массу в среднем около 40 000 дальтон . [2] [3] Флагеллины — это основной компонент бактериальных жгутиков, играющий решающую роль в подвижности бактерий .

Ген , кодирующий флагеллин, имеет разные названия у разных видов бактерий, например, flaA ( например , Helicobacter pylori ), fliC , fljB . [4] [1]

Структура

Электронная микрофотография Helicobacter pylori , на которой видны многочисленные жгутики на поверхности клетки.

Структура флагеллина отвечает за спиральную форму жгутиковой нити, что важно для ее правильного функционирования. [4] Он транспортируется через центр нити к кончику, где он спонтанно полимеризуется в часть нити. В E. coli он разворачивается шапероном секреции жгутика FliS ( P26608 ) во время транспортировки. [5] Нить состоит из одиннадцати меньших «протофиламентов», девять из которых содержат флагеллин в форме L-типа, а два других — в форме R-типа. [6]

Спиральные N- и C-концы флагеллина образуют внутреннее ядро ​​белка флагеллина и отвечают за способность флагеллина полимеризоваться в нить. Средние остатки составляют внешнюю поверхность жгутиковой нити. В то время как концы белка довольно похожи среди всех бактериальных флагеллинов, средняя часть сильно варьируется и может отсутствовать у некоторых видов. Домены флагеллина пронумерованы от спирального ядра (D0/D1) наружу (D2, ...); если смотреть с точки зрения аминокислотной последовательности, D0/D1 появляется на двух концах. Флагеллиноподобные структурные белки обнаружены в других частях жгутика, таких как крючок (flgE; P75937 ), стержень у основания и колпачок наверху. [7]

Средняя часть   флагеллина E. coli (и родственных ему) D3 имеет бета-фолиевую складку и, по-видимому, поддерживает стабильность жгутика. [8]

Иммунный ответ

У млекопитающих

У млекопитающих часто возникают приобретенные иммунные реакции ( ответы Т-клеток и антител ) [9] на жгутиконосные бактерии, которые часто возникают на жгутиконосные антигены. Также было показано, что флагеллин напрямую взаимодействует с TLR5 на Т-клетках [10] и TLR11 . [11] Некоторые бактерии способны переключаться между несколькими генами флагеллина , чтобы избежать этого ответа.

Флагеллины содержат эпитоп Toll-подобного рецептора 5 (TLR5), область, распознаваемую иммунным рецептором TLR5. Существуют различия в силе связывания флагеллина и его способности активировать TLR5. Флагеллины можно разделить на три группы на основе этих характеристик: молчащие флагеллины, уклоняющиеся и стимуляторы. Молчаливые флагеллины связываются с TLR5, но не вызывают сигнализацию. Уклоняющиеся неспособны связываться и, следовательно, не вызывают активацию TLR5. Стимуляторы демонстрируют различные способности связывания с TLR5, но обладают способностью активировать TLR5. [12]

Склонность иммунного ответа к флагеллину можно объяснить двумя фактами:

В растениях

Кроме того, известно, что 22-аминокислотная последовательность (flg22) консервативной N-концевой части флагеллина активирует защитные механизмы растений. [14] Восприятие флагеллина у Arabidopsis thaliana функционирует через рецептор-подобную киназу FLS2 (FLAGELLIN SENSING 2). [15] После обнаружения flg22, FLS2 быстро связывается с BAK1 (BRI1-ассоциированная киназа 1), чтобы инициировать сигнализацию путем взаимного трансфосфорилирования их киназных доменов. [16] Как флагеллин, так и УФ-С действуют схожим образом, увеличивая гомологичную рекомбинацию , как продемонстрировали Молинье и др. в 2006 году. Помимо этого соматического эффекта, они обнаружили, что это распространяется на последующие поколения растения . [17] Митоген-активируемые протеинкиназы (МАРК) действуют как нисходящие сигнальные соединения, что в конечном итоге приводит к иммунитету, запускаемому PAMP , при котором более 900 генов активируются/деактивируются при лечении flg22. [ необходима цитата ]

Предварительная стимуляция синтетическим пептидом flg22 привела к повышению устойчивости к бактериальным захватчикам. [18]

Ссылки

  1. ^ ab "Семейство бактериальных флагеллинов". www.uniprot.org .
  2. ^ "MeSH Browser". meshb.nlm.nih.gov . Получено 29 февраля 2024 г. .
  3. ^ Nedeljković M, Sastre DE, Sundberg EJ (июль 2021 г.). «Бактериальная жгутиковая нить: супрамолекулярная многофункциональная наноструктура». Int J Mol Sci . 22 (14): 7521. doi : 10.3390/ijms22147521 . PMC 8306008. PMID 34299141  . 
  4. ^ ab Steiner TS (февраль 2007 г.). «Как флагеллин и толл-подобный рецептор 5 способствуют кишечной инфекции». Инфекция и иммунитет . 75 (2): 545–52. doi :10.1128/IAI.01506-06. PMC 1828527. PMID  17118981 . 
  5. ^ Vonderviszt F, Keiichi N (2013). Структура, функция и сборка жгутиковых осевых белков. Остин, Техас: База данных Madame Curie Bioscience.
  6. ^ Maki-Yonekura S, Yonekura K, Namba K (апрель 2010 г.). «Конформационное изменение флагеллина для полиморфной суперспирализации жгутиковой нити». Nature Structural & Molecular Biology . 17 (4): 417–22. doi :10.1038/nsmb.1774. PMID  20228803. S2CID  31915502.
  7. ^ Имада К (апрель 2018 г.). «Бактериальная жгутиковая осевая структура и ее построение». Biophysical Reviews . 10 (2): 559–570. doi :10.1007/s12551-017-0378-z. PMC 5899737 . PMID  29235079. 
  8. ^ Samatey FA, ​​Imada K, Nagashima S, Vonderviszt F, Kumasaka T, Yamamoto M, Namba K (март 2001 г.). «Структура бактериального жгутикового протофиламента и ее значение для переключения на суперспирализацию». Nature . 410 (6826): 331–7. Bibcode :2001Natur.410..331S. doi :10.1038/35066504. PMID  11268201. S2CID  4416455.
  9. ^ Genta RM (январь 1997). «Иммунобиология гастрита, вызванного Helicobacter pylori». Семинары по желудочно-кишечным заболеваниям . 8 (1): 2–11. PMID  9000497.
  10. ^ Sharma N, Akhade AS, Qadri A (апрель 2013 г.). «Сфингозин-1-фосфат подавляет секрецию CXCL8, вызванную TLR, из человеческих Т-клеток». Journal of Leukocyte Biology . 93 (4): 521–8. doi :10.1189/jlb.0712328. PMID  23345392. S2CID  21897008.
  11. ^ Hatai H, Lepelley A, Zeng W, Hayden MS, Ghosh S (2016). «Toll-подобный рецептор 11 (TLR11) взаимодействует с флагеллином и профилином через разрозненные механизмы». PLOS ONE . ​​11 (2): e0148987. Bibcode :2016PLoSO..1148987H. doi : 10.1371/journal.pone.0148987 . PMC 4747465 . PMID  26859749. 
  12. ^ DOI: 10.1126/sciimmunol.abq7001.
  13. ^ Kathrani A, Holder A, Catchpole B, Alvarez L, Simpson K, Werling D, Allenspach K (2012). "Связанный с риском гаплотип TLR5 для воспалительного заболевания кишечника у собак обусловливает гиперчувствительность к флагеллину". PLOS ONE . ​​7 (1): e30117. Bibcode :2012PLoSO...730117K. doi : 10.1371/journal.pone.0030117 . PMC 3261174 . PMID  22279566. 
  14. ^ Гарсия AV, Хирт H (2014-01-01). "Salmonella enterica индуцирует и подрывает иммунную систему растений". Frontiers in Microbiology . 5 : 141. doi : 10.3389/fmicb.2014.00141 . PMC 3983520. PMID  24772109 . 
  15. ^ Гомес-Гомес Л., Боллер Т. (июнь 2000 г.). «FLS2: киназа, подобная рецептору LRR, участвующая в восприятии бактериального элиситора флагеллина у Arabidopsis». Molecular Cell . 5 (6): 1003–11. doi : 10.1016/S1097-2765(00)80265-8 . PMID  10911994.
  16. ^ Chinchilla D, Zipfel C, Robatzek S, Kemmerling B, Nürnberger T, Jones JD, Felix G, Boller T (июль 2007 г.). «Комплекс рецептора FLS2 и BAK1, индуцированный флагеллином, инициирует защиту растений». Nature . 448 (7152): 497–500. Bibcode :2007Natur.448..497C. doi :10.1038/nature05999. hdl : 11858/00-001M-0000-0012-3840-F . PMID  17625569. S2CID  2818791.
  17. ^ Urban, L.; Chabane Sari, D.; Orsal, B.; Lopes, M.; Miranda, R.; Aarrouf, J. (2018). «УФ-С-свет и импульсный свет как альтернативы химическим и биологическим элиситорам для стимуляции естественной защиты растений от грибковых заболеваний». Scientia Horticulturae . 235 . Elsevier : 452–459. doi :10.1016/j.scienta.2018.02.057. ISSN  0304-4238. S2CID  90436989.
  18. ^ Zipfel, Cyril; Robatzek, Silke; Navarro, Lionel; Oakeley, Edward J.; Jones, Jonathan DG; Felix, Georg; Boller, Thomas (апрель 2004 г.). «Устойчивость к бактериальным заболеваниям у Arabidopsis через восприятие флагеллина». Nature . 428 (6984): 764–767. Bibcode :2004Natur.428..764Z. doi :10.1038/nature02485. ISSN  0028-0836. PMID  15085136. S2CID  4332562.

Внешние ссылки