Молекулярная структура, связанная с патогеном

Молекулярные паттерны, ассоциированные с патогенами ( PAMP ), представляют собой небольшие молекулярные мотивы, консервативные в классе микробов, но не присутствующие в организме хозяина. ^[1] Они распознаются толл-подобными рецепторами (TLR) и другими рецепторами распознавания образов (PRR) как у растений, так и у животных. ^[2] Это позволяет врожденной иммунной системе распознавать патогены и, таким образом, защищать хозяина от инфекции. ^[3]^: 494

Хотя термин «PAMP» является относительно новым, концепция, согласно которой молекулы, полученные из микробов, должны обнаруживаться рецепторами многоклеточных организмов, существует уже много десятилетий, а ссылки на «рецепторы эндотоксина» встречаются во многих старых источниках литературы. Распознавание PAMP с помощью PRR запускает активацию нескольких сигнальных каскадов в иммунных клетках хозяина, таких как стимуляция интерферонов (IFN). ^[4] или другие цитокины. ^[5]

Общие PAMP

Широкий спектр различных типов молекул может служить PAMP, включая гликаны и гликоконъюгаты . ^[6] Флагеллин также является еще одним PAMP, который распознается TLR5 через константный домен D1 . ^[7] Несмотря на то, что он является белком, его N- и C-концы высококонсервативны из-за необходимости для функционирования жгутиков. ^[8] Варианты нуклеиновой кислоты, обычно связанные с вирусами , такие как двухцепочечная РНК ( дсРНК ), распознаются TLR3 , а неметилированные мотивы CpG распознаются TLR9 . ^[9] Мотивы CpG должны быть интернализованы, чтобы их распознал TLR9. ^[8] Вирусные гликопротеины, наблюдаемые в вирусной оболочке, а также грибковые PAMPS на поверхности клеток или грибов распознаются TLR2 и TLR4 . ^[8]

Грамотрицательные бактерии

Бактериальные липополисахариды (ЛПС), также известные как эндотоксины , обнаруживаются на клеточных мембранах грамотрицательных бактерий . ^[10] считаются прототипом класса PAMP. Липидная часть ЛПС, липид А, содержит дигликоламиновую основу с множеством ацильных цепей. Это консервативный структурный мотив, который распознается TLR4, особенно комплексом TLR4-MD2. ^[11]^[12] У микробов есть две основные стратегии, с помощью которых они пытаются избежать воздействия иммунной системы: либо маскируя липид А, либо направляя свой ЛПС на иммуномодулирующий рецептор. ^[11]

Пептидогликан (ПГ) также содержится в стенках мембран грамотрицательных бактерий. ^[13] и распознается TLR2, который обычно находится в гетеродимере с TLR1 или TLR6 . ^[14]^[8]

Грамположительные бактерии

Липотейхоевая кислота (LTA) грамположительных бактерий , бактериальные липопротеины (sBLP), растворимый в феноле фактор Staphylococcus epidermidis и компонент стенок дрожжей , называемый зимозаном , распознаются гетеродимером TLR2. ^[14] и TLR1 или TLR6. ^[8] Однако LTA приводят к более слабой провоспалительной реакции по сравнению с липопептидами, поскольку они распознаются только TLR2, а не гетеродимером. ^[11]

История

Впервые представленный Чарльзом Джейнвеем в 1989 году, PAMP использовался для описания микробных компонентов, которые можно было бы считать чужеродными для многоклеточного хозяина. ^[11] Термин «PAMP» подвергался критике на том основании, что большинство микробов, а не только патогены, экспрессируют обнаруженные молекулы; термин «молекулярный паттерн, связанный с микробами» (MAMP), ^[15]^[16]^[17] поэтому было предложено. Сигнал вирулентности, способный связываться с рецептором патогена, в сочетании с MAMP был предложен как один из способов создания (патоген-специфического) PAMP. ^[18] Иммунология растений часто рассматривает термины «PAMP» и «MAMP» как взаимозаменяемые, считая их распознавание первым шагом в иммунитете растений, PTI (иммунитет, запускаемый PAMP), относительно слабый иммунный ответ, который возникает, когда растение-хозяин также не распознает патогенные эффекторы, которые повреждают его или модулируют его иммунный ответ. ^[19]

В микобактериях

Микобактерии – это внутриклеточные бактерии, выживающие в макрофагах хозяина . Стенка микобактерий состоит из липидов и полисахаридов, а также содержит большое количество миколевой кислоты. Очищенные компоненты клеточной стенки микобактерий активируют главным образом TLR2 , а также TLR4 . Липоманнан и липоарабиноманнан являются сильными иммуномодулирующими липогликанами. ^[20] TLR2 в сочетании с TLR1 может распознавать антигены липопротеинов клеточной стенки Mycobacterium Tuberculosis , которые также индуцируют продукцию цитокинов макрофагами . ^[21] TLR9 может активироваться ДНК микобактерий.

См. также

Ссылки

^ Тан, Даолинь; Канг, Руи; Койн, Кэролайн Б.; Зех, Герберт Дж.; Лотце, Майкл Т. (сентябрь 2012 г.). «PAMP и DAMP: сигнальные 0, которые стимулируют аутофагию и иммунитет» . Иммунологические обзоры . 249 (1): 158–175. дои : 10.1111/j.1600-065X.2012.01146.x . ПМЦ 3662247 . ПМИД 22889221 .
^ Ингл Р.А., Карстенс М., Денби К.Дж. (сентябрь 2006 г.). «Признание PAMP и гонка вооружений растительных патогенов». Биоэссе . 28 (9): 880–889. doi : 10.1002/bies.20457 . ПМИД 16937346 . S2CID 26861625 .
^ Левинсон В. (2016). Обзор медицинской микробиологии и иммунологии (14-е изд.). Нью-Йорк. ISBN 978-0-07-184574-8 . OCLC 951918628 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Пихльмайр А., Рейс и Соуза С. (сентябрь 2007 г.). «Врожденное распознавание вирусов» . Иммунитет . 27 (3): 370–383. doi : 10.1016/j.immuni.2007.08.012 . ПМИД 17892846 .
^ Акира С., Уэмацу С., Такеучи О (февраль 2006 г.). «Распознавание патогенов и врожденный иммунитет» . Клетка . 124 (4): 783–801. дои : 10.1016/j.cell.2006.02.015 . ПМИД 16497588 .
^ Маверакис Э., Ким К., Шимода М., Гершвин М.Е., Патель Ф., Уилкен Р. и др. (февраль 2015 г.). «Гликаны в иммунной системе и теория аутоиммунитета с измененными гликанами: критический обзор» . Журнал аутоиммунитета . 57 (6): 1–13. дои : 10.1016/j.jaut.2014.12.002 . ПМЦ 4340844 . ПМИД 25578468 .
^ Акира, Шизуо; Уэмацу, Сатоши; Такеучи, Осаму (февраль 2006 г.). «Распознавание патогенов и врожденный иммунитет» . Клетка . 124 (4): 783–801. дои : 10.1016/j.cell.2006.02.015 . ПМИД 16497588 . S2CID 14357403 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Джейнвей, Чарльз А.; Меджитов, Руслан (апрель 2002 г.). «Врожденное иммунное распознавание» . Ежегодный обзор иммунологии . 20 (1): 197–216. doi : 10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359 . ISSN 0732-0582 . ПМИД 11861602 . S2CID 39036433 .
^ Махла Р.С., Редди MC, Прасад Д.В., Кумар Х (сентябрь 2013 г.). «Подслащивающие PAMP: роль PAMP в комплексе с сахаром во врожденном иммунитете и биологии вакцин» . Границы в иммунологии . 4 : 248. дои : 10.3389/fimmu.2013.00248 . ПМЦ 3759294 . ПМИД 24032031 .
^ Силхави Т.Дж., Кане Д., Уокер С. (май 2010 г.). «Оболочка бактериальной клетки» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 2 (5): а000414. doi : 10.1101/cshperspect.a000414 . ПМЦ 2857177 . ПМИД 20452953 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Сильва-Гомес, Сандро; Декут, Алексиан; Нигу, Жером (2014), «Молекулярные паттерны, связанные с патогенами (PAMP)» , Парнем, Майкл (редактор), Энциклопедия воспалительных заболеваний , Базель: Springer Basel, стр. 1–16, doi : 10.1007/978-3 -0348-0620-6_35-1 , ISBN 978-3-0348-0620-6 , получено 10 марта 2023 г.
^ Ахмад-Нежад, Парвиз; Хакер, Ганс; Рутц, Марк; Бауэр, Стефан; Вабулас, Рамунас М; Вагнер, Герман (20 июня 2002 г.). «Бактериальная CpG-ДНК и липополисахариды активируют Toll-подобные рецепторы в отдельных клеточных компартментах» . Европейский журнал иммунологии . 32 (7): 1819–2094. doi : 10.1002/1521-4141(200207)32:7<1958::AID-IMMU1958>3.0.CO;2-U . ПМИД 12115616 . S2CID 31631310 .
^ Силхави, Томас Дж.; Кан, Дэниел; Уокер, Сюзанна (май 2010 г.). «Оболочка бактериальной клетки» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 2 (5): а000414. doi : 10.1101/cshperspect.a000414 . ISSN 1943-0264 . ПМЦ 2857177 . ПМИД 20452953 .
^ Jump up to: ^а ^б Даммерманн В., Волленберг Л., Бензиен Ф., Лозе А., Лют С. (октябрь 2013 г.). «Агонисты Toll-подобного рецептора 2 липотейхоевая кислота и пептидогликан способны усиливать антигенспецифическое высвобождение IFNγ в цельной крови во время ответных антигенных реакций». Журнал иммунологических методов . 396 (1–2): 107–115. дои : 10.1016/j.jim.2013.08.004 . ПМИД 23954282 .
^ Коропатник Т.А., Энгл Дж.Т., Апичелла М.А., Стабб Е.В., Голдман В.Е., Макфолл-Нгай М.Дж. (ноябрь 2004 г.). «Развитие, опосредованное микробным фактором, при мутуализме хозяин-бактерия». Наука . 306 (5699): 1186–1188. Бибкод : 2004Sci...306.1186K . дои : 10.1126/science.1102218 . ПМИД 15539604 . S2CID 41603462 .
^ Аусубель FM (октябрь 2005 г.). «Сохраняются ли врожденные сигнальные пути иммунитета у растений и животных?». Природная иммунология . 6 (10): 973–979. дои : 10.1038/ni1253 . ПМИД 16177805 . S2CID 7451505 .
^ Дидьелоран А., Симоне М., Сирар Ж.К. (июнь 2005 г.). «Врожденная и приобретенная пластичность иммунной системы кишечника» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 62 (12): 1285–1287. дои : 10.1007/s00018-005-5032-4 . ПМЦ 1865479 . ПМИД 15971103 .
^ Румбо М., Немпон С., Креэнбуль Дж. П., Сирард Дж. К. (май 2006 г.). «Взаимодействие слизистой оболочки между комменсальными и патогенными бактериями: уроки флагеллина и Toll-подобного рецептора 5». Письма ФЭБС . 580 (12): 2976–2984. CiteSeerX 10.1.1.320.8479 . дои : 10.1016/j.febslet.2006.04.036 . ПМИД 16650409 . S2CID 14300007 . (доступен бесплатный полный текст)
^ Джонс Дж.Д., Дангл Дж.Л. (ноябрь 2006 г.). «Имунная система растений» . Природа . 444 (7117): 323–329. Бибкод : 2006Natur.444..323J . дои : 10.1038/nature05286 . ПМИД 17108957 .
^ Кеньо В., Фремон С., Джейкобс М., Парида С., Николь Д., Еремеев В. и др. (август 2004 г.). «Пути Toll-подобных рецепторов в иммунных ответах на микобактерии» . Микробы и инфекции . 6 (10): 946–959. дои : 10.1016/j.micinf.2004.04.016 . ПМИД 15310472 .
^ Тома-Ушински С., Стенгер С., Такеучи О., Очоа М.Т., Энгеле М., Силинг П.А. и др. (февраль 2001 г.). «Индукция прямой антимикробной активности через толл-подобные рецепторы млекопитающих». Наука . 291 (5508): 1544–1547. Бибкод : 2001Sci...291.1544T . дои : 10.1126/science.291.5508.1544 . ПМИД 11222859 .

Дальнейшее чтение

Маверакис Э., Ким К., Шимода М., Гершвин М.Е., Патель Ф., Уилкен Р. и др. (февраль 2015 г.). «Гликаны в иммунной системе и теория аутоиммунитета с измененными гликанами: критический обзор» . Журнал аутоиммунитета . 57 : 1–13. дои : 10.1016/j.jaut.2014.12.002 . ПМЦ 4340844 . ПМИД 25578468 .

[1] Тан, Даолинь; Канг, Руи; Койн, Кэролайн Б.; Зех, Герберт Дж.; Лотце, Майкл Т. (сентябрь 2012 г.). «PAMP и DAMP: сигнальные 0, которые стимулируют аутофагию и иммунитет» . Иммунологические обзоры . 249 (1): 158–175. дои : 10.1111/j.1600-065X.2012.01146.x . ПМЦ 3662247 . ПМИД 22889221 .

[Ingleetal2006-2] Ингл Р.А., Карстенс М., Денби К.Дж. (сентябрь 2006 г.). «Признание PAMP и гонка вооружений растительных патогенов». Биоэссе . 28 (9): 880–889. doi : 10.1002/bies.20457 . ПМИД 16937346 . S2CID 26861625 .

[3] Левинсон В. (2016). Обзор медицинской микробиологии и иммунологии (14-е изд.). Нью-Йорк. ISBN 978-0-07-184574-8 . OCLC 951918628 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[4] Пихльмайр А., Рейс и Соуза С. (сентябрь 2007 г.). «Врожденное распознавание вирусов» . Иммунитет . 27 (3): 370–383. doi : 10.1016/j.immuni.2007.08.012 . ПМИД 17892846 .

[5] Акира С., Уэмацу С., Такеучи О (февраль 2006 г.). «Распознавание патогенов и врожденный иммунитет» . Клетка . 124 (4): 783–801. дои : 10.1016/j.cell.2006.02.015 . ПМИД 16497588 .

[pmid25578468-6] Маверакис Э., Ким К., Шимода М., Гершвин М.Е., Патель Ф., Уилкен Р. и др. (февраль 2015 г.). «Гликаны в иммунной системе и теория аутоиммунитета с измененными гликанами: критический обзор» . Журнал аутоиммунитета . 57 (6): 1–13. дои : 10.1016/j.jaut.2014.12.002 . ПМЦ 4340844 . ПМИД 25578468 .

[7] Акира, Шизуо; Уэмацу, Сатоши; Такеучи, Осаму (февраль 2006 г.). «Распознавание патогенов и врожденный иммунитет» . Клетка . 124 (4): 783–801. дои : 10.1016/j.cell.2006.02.015 . ПМИД 16497588 . S2CID 14357403 .

[:1-8] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Джейнвей, Чарльз А.; Меджитов, Руслан (апрель 2002 г.). «Врожденное иммунное распознавание» . Ежегодный обзор иммунологии . 20 (1): 197–216. doi : 10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359 . ISSN 0732-0582 . ПМИД 11861602 . S2CID 39036433 .

[9] Махла Р.С., Редди MC, Прасад Д.В., Кумар Х (сентябрь 2013 г.). «Подслащивающие PAMP: роль PAMP в комплексе с сахаром во врожденном иммунитете и биологии вакцин» . Границы в иммунологии . 4 : 248. дои : 10.3389/fimmu.2013.00248 . ПМЦ 3759294 . ПМИД 24032031 .

[pmid20452953-10] Силхави Т.Дж., Кане Д., Уокер С. (май 2010 г.). «Оболочка бактериальной клетки» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 2 (5): а000414. doi : 10.1101/cshperspect.a000414 . ПМЦ 2857177 . ПМИД 20452953 .

[:0-11] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Сильва-Гомес, Сандро; Декут, Алексиан; Нигу, Жером (2014), «Молекулярные паттерны, связанные с патогенами (PAMP)» , Парнем, Майкл (редактор), Энциклопедия воспалительных заболеваний , Базель: Springer Basel, стр. 1–16, doi : 10.1007/978-3 -0348-0620-6_35-1 , ISBN 978-3-0348-0620-6 , получено 10 марта 2023 г.

[12] Ахмад-Нежад, Парвиз; Хакер, Ганс; Рутц, Марк; Бауэр, Стефан; Вабулас, Рамунас М; Вагнер, Герман (20 июня 2002 г.). «Бактериальная CpG-ДНК и липополисахариды активируют Toll-подобные рецепторы в отдельных клеточных компартментах» . Европейский журнал иммунологии . 32 (7): 1819–2094. doi : 10.1002/1521-4141(200207)32:7<1958::AID-IMMU1958>3.0.CO;2-U . ПМИД 12115616 . S2CID 31631310 .

[13] Силхави, Томас Дж.; Кан, Дэниел; Уокер, Сюзанна (май 2010 г.). «Оболочка бактериальной клетки» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 2 (5): а000414. doi : 10.1101/cshperspect.a000414 . ISSN 1943-0264 . ПМЦ 2857177 . ПМИД 20452953 .

[pmid23954282-14] Jump up to: ^а ^б Даммерманн В., Волленберг Л., Бензиен Ф., Лозе А., Лют С. (октябрь 2013 г.). «Агонисты Toll-подобного рецептора 2 липотейхоевая кислота и пептидогликан способны усиливать антигенспецифическое высвобождение IFNγ в цельной крови во время ответных антигенных реакций». Журнал иммунологических методов . 396 (1–2): 107–115. дои : 10.1016/j.jim.2013.08.004 . ПМИД 23954282 .

[15] Коропатник Т.А., Энгл Дж.Т., Апичелла М.А., Стабб Е.В., Голдман В.Е., Макфолл-Нгай М.Дж. (ноябрь 2004 г.). «Развитие, опосредованное микробным фактором, при мутуализме хозяин-бактерия». Наука . 306 (5699): 1186–1188. Бибкод : 2004Sci...306.1186K . дои : 10.1126/science.1102218 . ПМИД 15539604 . S2CID 41603462 .

[16] Аусубель FM (октябрь 2005 г.). «Сохраняются ли врожденные сигнальные пути иммунитета у растений и животных?». Природная иммунология . 6 (10): 973–979. дои : 10.1038/ni1253 . ПМИД 16177805 . S2CID 7451505 .

[17] Дидьелоран А., Симоне М., Сирар Ж.К. (июнь 2005 г.). «Врожденная и приобретенная пластичность иммунной системы кишечника» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 62 (12): 1285–1287. дои : 10.1007/s00018-005-5032-4 . ПМЦ 1865479 . ПМИД 15971103 .

[18] Румбо М., Немпон С., Креэнбуль Дж. П., Сирард Дж. К. (май 2006 г.). «Взаимодействие слизистой оболочки между комменсальными и патогенными бактериями: уроки флагеллина и Toll-подобного рецептора 5». Письма ФЭБС . 580 (12): 2976–2984. CiteSeerX 10.1.1.320.8479 . дои : 10.1016/j.febslet.2006.04.036 . ПМИД 16650409 . S2CID 14300007 . (доступен бесплатный полный текст)

[19] Джонс Дж.Д., Дангл Дж.Л. (ноябрь 2006 г.). «Имунная система растений» . Природа . 444 (7117): 323–329. Бибкод : 2006Natur.444..323J . дои : 10.1038/nature05286 . ПМИД 17108957 .

[20] Кеньо В., Фремон С., Джейкобс М., Парида С., Николь Д., Еремеев В. и др. (август 2004 г.). «Пути Toll-подобных рецепторов в иммунных ответах на микобактерии» . Микробы и инфекции . 6 (10): 946–959. дои : 10.1016/j.micinf.2004.04.016 . ПМИД 15310472 .

[21] Тома-Ушински С., Стенгер С., Такеучи О., Очоа М.Т., Энгеле М., Силинг П.А. и др. (февраль 2001 г.). «Индукция прямой антимикробной активности через толл-подобные рецепторы млекопитающих». Наука . 291 (5508): 1544–1547. Бибкод : 2001Sci...291.1544T . дои : 10.1126/science.291.5508.1544 . ПМИД 11222859 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]