Регулятор дополнительного гена
Акцессорный ген-регулятор (agr) представляет собой сложный локус из 5 , который является глобальным регулятором вирулентности генов у Staphylococcus aureus . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Он кодирует двухкомпонентную систему транскрипционного кворума (QS), активируемую аутоиндуцирующим тиолактон-содержащим циклическим пептидом (AIP). [ 4 ]
Agr встречается в 4 аллельных подтипах, которые играют важную роль в эволюции стафилококка. [ 5 ] [ 6 ] Соответствующие AIP взаимно ингибируют друг друга, что может усилить эволюционное разделение четырех групп. [ 6 ] [ 7 ] Рецептор Agr , AgrC, представляет собой модель гистидинфосфокиназы (HPK), которая использовалась для расшифровки молекулярного механизма передачи сигнала . [ 8 ] Связывание AIP с внеклеточным доменом AgrC вызывает скручивание внутриклеточного a-спирального домена, что обеспечивает трансфосфорилирование гистидина активного сайта; ингибирующие AIP заставляют α-спиральный домен скручиваться в противоположном направлении, предотвращая трансфосфорилирование. [ 8 ] Схема agr QS автоактивирует транскрипцию agrA , которая, в свою очередь, активирует фенол-растворимые модулины. [ 9 ] Что еще более важно, он активирует транскрипцию дивергентно ориентированного промотора, транскрипт которого, известный как RNAIII , [ 10 ] представляет собой регуляторную РНК длиной 514 нт, которая кодирует δ-гемолизин и является основным эффектором регулона agr . [ 10 ] RNAIII действует путем антисмыслового ингибирования или активации трансляции гена-мишени. In vitro, на ранних стадиях роста, гены, кодирующие поверхностные белки, важные для адгезии и уклонения от иммунитета (например, spa – кодирующий белок A [ 11 ] ) выражены, позволяя организму закрепиться. На более позднем этапе роста эти гены подавляются РНК III , и активируются гены, кодирующие токсины, гемолизины и другие белки, связанные с вирулентностью, что позволяет организму устанавливать и распространять свои патологические программы, такие как образование абсцесса. [ 12 ] Предполагается, что эта программа работает и in vivo. Поскольку agr необходим для стафилококковой инфекции, [ 13 ] agr- дефектные мутанты не заразны, но обеспечивают долгосрочное выживание организма при хронических состояниях, таких как инфекции хирургических 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 сохраняется среди Bacillota. [ 15 ] и играет четко определенную роль в регуляции вирулентности у нескольких родов, особенно Listeria и Clostridia .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ 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 . ПМИД 3007938 . S2CID 8592594 .
- ^ Гомес-Фернандес М., Лаабей М., Паган Н., Идальго Дж., Молинос С., Вильяр Эрнандес Р. и др. (14 апреля 2017 г.). «Функциональность дополнительного гена-регулятора (Agr) у Staphylococcus aureus, возникшего в результате инфекций нижних дыхательных путей» . ПЛОС ОДИН . 12 (4): e0175552. Бибкод : 2017PLoSO..1275552G . дои : 10.1371/journal.pone.0175552 . ПМК 5391941 . ПМИД 28410390 .
- ^ Тан Л., Ли С.Р., Цзян Б., Ху С.М., Ли С. (2018). «Терапевтическое воздействие на систему регулятора дополнительных генов (agr) Staphylococcus aureus» . Границы микробиологии . 9:55 . дои : 10.3389/fmicb.2018.00055 . ПМК 5789755 . ПМИД 29422887 .
- ^ Джи Джи, Бивис Р.К., Новик Р.П. (декабрь 1995 г.). «Контроль клеточной плотности вирулентности стафилококка, опосредованный октапептидным феромоном» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 92 (26): 12055–9. Бибкод : 1995PNAS...9212055J . дои : 10.1073/pnas.92.26.12055 . ПМК 40295 . ПМИД 8618843 .
- ^ Райт Дж.С., Трабер К.Е., Корриган Р., Бенсон С.А., Массер Дж.М., Новик Р.П. (август 2005 г.). «Аграрное излучение: раннее событие в эволюции стафилококков» . Журнал бактериологии . 187 (16): 5585–94. дои : 10.1128/JB.187.16.5585-5594.2005 . ПМК 1196086 . ПМИД 16077103 .
- ^ Перейти обратно: а б Жарро С., Лион Г.Дж., Фигейредо А.М., Лина Г., Жерар Л., Ванденеш Ф. и др. (ноябрь 2000 г.). «Штаммы, продуцирующие эксфолиатин, определяют четвертую группу сельскохозяйственной специфичности у Staphylococcus aureus» . Журнал бактериологии . 182 (22): 6517–22. дои : 10.1128/jb.182.22.6517-6522.2000 . ПМЦ 94802 . ПМИД 11053400 .
- ^ Джи Джи, Бивис Р., Новик Р.П. (июнь 1997 г.). «Бактериальное вмешательство, вызванное аутоиндуцирующими вариантами пептидов». Наука . 276 (5321): 2027–30. дои : 10.1126/science.276.5321.2027 . ПМИД 9197262 .
- ^ Перейти обратно: а б Ван Б., Чжао А., Се Кью, Олинарес П.Д., Чайт Б.Т., Новик Р.П., Мьюир Т.В. (январь 2017 г.). «Функциональная пластичность гистидинкиназы рецептора AgrC, необходимая для вирулентности стафилококка» . Клеточная химическая биология . 24 (1): 76–86. doi : 10.1016/j.chembiol.2016.12.008 . ПМЦ 5697745 . ПМИД 28065658 .
- ^ Чаттерджи С.С., Чен Л., Джу Х.С., Чунг Г.И., Крайсвирт Б.Н., Отто М. (12 декабря 2011 г.). Хорсбург М.Дж. (ред.). «Распределение и регуляция мобильного генетического элемента, кодируемого фенолрастворимым модуленом PSM-mec, у метициллин-резистентного золотистого стафилококка» . ПЛОС ОДИН . 6 (12): e28781. Бибкод : 2011PLoSO...628781C . дои : 10.1371/journal.pone.0028781 . ПМК 3236207 . ПМИД 22174895 .
- ^ Перейти обратно: а б Новик Р.П., Росс Х.Ф., Проян С.Дж., Корнблюм Дж., Крайсвирт Б., Могазе С. (октябрь 1993 г.). «Синтез факторов вирулентности стафилококка контролируется регуляторной молекулой РНК» . Журнал ЭМБО . 12 (10): 3967–75. дои : 10.1002/j.1460-2075.1993.tb06074.x . ПМК 413679 . ПМИД 7691599 .
- ^ Бенито Ю., Колб Ф.А., Ромби П., Лина Дж., Этьен Дж., Ванденеш Ф. (май 2000 г.). «Изучение структуры РНКIII, регуляторной РНК Staphylococcus aureus agr, и идентификация домена РНК, участвующего в репрессии экспрессии белка А» . РНК . 6 (5): 668–79. дои : 10.1017/S1355838200992550 . ПМЦ 1369947 . ПМИД 10836788 .
- ^ Новик Р.П. (июнь 2003 г.). «Аутоиндукция и сигнальная трансдукция в регуляции вирулентности стафилококка» . Молекулярная микробиология . 48 (6): 1429–49. дои : 10.1046/j.1365-2958.2003.03526.x . ПМИД 12791129 . S2CID 6847208 .
- ^ Шопсин Б., Итон С., Вассерман Г.А., Матема Б., Адхикари Р.П., Аголори С. и др. (ноябрь 2010 г.). «Мутации agr не сохраняются в природных популяциях метициллин-резистентного золотистого стафилококка» . Журнал инфекционных болезней . 202 (10): 1593–9. дои : 10.1086/656915 . ПМИД 20942648 .
- ^ Конг К.Ф., Вуонг С., Отто М. (апрель 2006 г.). «Ощущение кворума стафилококка при образовании биопленок и инфекции». Международный журнал медицинской микробиологии . 296 (2–3): 133–9. дои : 10.1016/j.ijmm.2006.01.042 . ПМИД 16487744 .
- ^ Вустер А., Бабу М.М. (январь 2008 г.). «Сохранение и эволюционная динамика системы межклеточной связи agr среди фирмикутов» . Журнал бактериологии . 190 (2): 743–6. дои : 10.1128/JB.01135-07 . ПМК 2223712 . ПМИД 17933897 .