Ингибирующий фактор CFTR
Фактор ингибирования CFTR ( CIF ) является белком вирулентности, секретируемого грамотрицательными бактериями Pseudomonas aeruginosa [ 1 ] и acinetobacter nosocomialis . [ 2 ] Обнаружено в медицинской школе Дартмута , CIF способен изменять перенос избранных транспортеров ABC в эукариотических эпителиальных клетках , таких как регулятор трансмембранного проводимости муковисцидоза (CFTR), [ 1 ] и p-гликопротеин [ 3 ] вмешиваясь в механирующую механизм хозяина. [ 4 ] Способствуя убиквитин -опосредованной деградации CFTR, CIF способен к фенокопическому муковисцидозу на клеточном уровне. [ 1 ] [ 5 ] Ген CIF транскрибируется как часть 3 -оперона гена , экспрессия которого отрицательно регулируется CIFR, репрессором семьи TETR . [ 6 ]
Клеточный механизм действия
[ редактировать ]CIF был впервые обнаружен путем совместного культивирования P. aeruginosa с эпителиальными клетками дыхательных путей человека и мониторировал результирующий эффект на отток-хлорид-ионный отток через поляризованный монослой. После совместного культивирования было обнаружено, что специфический ионный отток хлорида CFTR резко уменьшился. [ 5 ] Это было определено, вызванное снижением уровня CFTR на апикальной поверхности этих клеток. Позже был обнаружен этот эффект, который является результатом одного секретируемого белка, продуцируемого P. aeruginosa , который был назван ингибирующим фактором CFTR для этого первоначального фенотипа . CIF секретируется P. aeruginosa pa14 как растворимый белок, а также упакован в везикулы внешней мембраны (OMV). [ 7 ] CIF гораздо более мощный при применении в OMV, вероятно, из -за эффективности доставки. Очищенный рекомбинантный белок CIF может быть применен к поляризованным монослоям клеток млекопитающих и способствует удалению CFTR [ 1 ] [ 8 ] и p-гликопротеин [ 3 ] от апикальной мембраны . CIF достигает этого, вмешиваясь в систему деубиквитиляции хозяина. [ 4 ]
Механизм ферментов эпоксидной гидролазы
[ редактировать ]
CIF является эпоксидной гидролазой (EH) с уникальной селективностью субстрата. [ 8 ] CIF является первым примером того, что EH служит фактором вирулентности. Основываясь на структурном сравнении, представляется, что фермент использует каталитическую триаду остатков ASP129, GLU153 и HIS297, с вспомогательными остатками HIS177 и TYR239, координирующими кислород эпоксид во время открытия кольца. CIF также является первым примером EH, использующей пару HIS-Tyr для координации эпоксидного субстрата, а не канонической пары тира-типа. [ 9 ] В предлагаемом ферментативном механизме я нуклеофилически атакует углерода эпоксидного фрагмента субстрата, образуя связанный эфир, связанный ферментами-ацилом. Предпочтение, на которое атакован углерод, варьируется в зависимости от субстрата. На втором этапе реакции молекула воды активируется парой HIS297-GLU153 заряда и подвергается нуклеофильной атаке на Cγ ASP129. Это гидролизует эфирную группу, освобождая продукт гидролиза как вицинальный диол. [ 8 ]
Структура
[ редактировать ]CIF принадлежит к α/β -гидролазы семейству белков . Его структура определяли с помощью рентгеновской кристаллографии и состоит из канонической сгиба α/β-гидролазы с доменом CAP, который он использует для конститутивного гомодимеризации в растворе. Активный сайт похоронен во внутренней части белка на границе между α/β -гидролазой и CAP. [ 8 ] [ 10 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Maceachran DP, Ye S, Bomberger JM, Hogan DA, Swiatecka-Urgan A, Stanton BA, O'toole GA (2007). «Секретированный белок Pseudomonas aeruginosa PA2934 снижает экспрессию апикальной мембраны регулятора трансмембранного проводимости муковисцидоза» . Заразить иммун . 75 (8): 3902–3912. doi : 10.1128/iai.00338-07 . PMC 1951978 . PMID 17502391 .
- ^ Bahl CD, Hvorecny KL, Bridges AA, Ballok AE, Bomberger JM, Cady KC, O'toole GA, Madden DR (2014). «Сигнальные мотивы идентифицируют фактор вирулентности CIF Acinetobacter CIF с активностью эпоксидной гидролазы» . J Biol Chem . 289 (11): 7460–7469. doi : 10.1074/jbc.m113.518092 . PMC 3953260 . PMID 24474692 .
- ^ Jump up to: а беременный Ye S, Maceachran DP, Hamilton JW, O'toole GA, Stanton BA (2008). «Хемотоксичность доксорубицина и поверхностная экспрессия P-гликопротеина (MDR1) регулируется CIF Pseudomonas aeruginosa Toxin CIF» . Am J Physiol Cell Physiol . 295 (3): C807–18. doi : 10.1152/ajpcell.00234.2008 . PMC 2544439 . PMID 18650266 .
- ^ Jump up to: а беременный Бомбаргер JM, Ye S, Maceachran DP, Koeppen K, Barnaby RL, O'toole GA, Stanton BA (2011). Rohde J (ред.). «Pseudomonas aeruginosa токсин, который захватывает протеолитическую систему убиквитин -хозяина» . PLOS Pathog . 7 (3): E1001325. doi : 10.1371/journal.ppat.1001325 . PMC 3063759 . PMID 21455491 .
- ^ Jump up to: а беременный Swiatecka-urban A, Moreau-Marquis S, Maceachran DP, Connolly JP, Stanton CR, Su Jr, Barnaby R, O'toole GA, Stanton BA (2006). «Pseudomonas aeruginosa ингибирует эндоцитарную рециркуляцию CFTR в поляризованных эпителиальных клетках дыхательных путей человека». Am J Physiol Cell Physiol . 290 (3): C862–72. doi : 10.1152/ajpcell.00108.2005 . PMID 16236828 . S2CID 25992846 .
- ^ Maceachran DP, Stanton BA, O'toole GA (2008). «CIF негативно регулируется репрессором семьи TETR CIFR» . J Бактериол . 76 (7): 3197–3206. doi : 10.1128/iai.00305-08 . PMC 2446692 . PMID 18458065 .
- ^ Бомбергер JM, Maceachran DP, Coumersarsh BA, Ye S, O'toole GA, Stanton BA (2009). Ausubel FM (ред.). «Доставка на расстоянии бактериальных факторов вирулентности Pseudomonas aeruginosa-пузырьками наружных мембран» . PLOS Pathog . 5 (4): E1000382. doi : 10.1371/journal.ppat.1000382 . PMC 2661024 . PMID 19360133 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Bahl CD, Morisseau C, Bomberger JM, Stanton BA, Hammock BD, O'Toole GA, Madden DR (2010). «Кристаллическая структура ингибирующего фактора ингибирующего регулятора трансмембранного проводимости муковисцидоза CIF выявляет новые особенности активного сайта фактора вирулентности гидролазы эпоксидной гидролазы» . J Бактериол . 192 (7): 1785–1795. doi : 10.1128/jb.01348-09 . PMC 2838060 . PMID 20118260 .
- ^ Bahl CD, Madden DR (2012). «Pseudomonas aeruginosa CIF определяет отчетливый класс α/β-гидролаз с использованием пары открытия кольца HIS/Tyr» . Белковый пепт Lett . 19 (2): 186–193. doi : 10.2174/092986612799080392 . PMC 3320240 . PMID 21933119 .
- ^ Bahl CD, Maceachran DP, O'toole GA, Madden DR (2010). «Очистка, кристаллизация и предварительный рентгеновский дифракционный анализ CIF, фактор вирулентности, секретируемый Pseudomonas aeruginosa» . Acta Crystallogr . F66 (1): 26–28. doi : 10.1107/s1744309109047599 . PMC 2805529 . PMID 20057063 .