П-бахрома

P-фимбрии (также известные как пиелонефрит-ассоциированные пили , P-пили или Pap ) относятся к типу шаперонов-ушеров (особенно из семейства π). ^{[ 1 ]} фимбриальные придатки, обнаруженные на поверхности многих бактерий Escherichia coli . ^{[ 2 ]} Фимбрии P считаются одним из наиболее важных факторов вирулентности уропатогенной E. coli и играют важную роль при инфекциях верхних мочевых путей . ^{[ 3 ]} P-фимбрии опосредуют прикрепление к клеткам-хозяевам, что является ключевым событием в патогенезе инфекций мочевыводящих путей.

Структура и выражение

P-фимбрии представляют собой крупные линейные структуры, выступающие из поверхности бактериальной клетки. При длине 1–2 мкм пили могут превышать диаметр самой бактерии. ^{[ 4 ]} Основная часть бахромок состоит из ок. 1000 копий белка основной фимбриальной субъединицы PapA, образующего спиральный стержень. ^{[ 5 ]} Короткий кончик фимбриала состоит из субъединиц PapK, PapE, PapF и адгезина кончика PapG, который обеспечивает связывание.

Фимбрии собираются системой шаперон-ушер, а белки, необходимые для сборки, экспрессируются опероном Pap , который расположен на островах патогенности . Гены оперона Pap кодируют пять структурных белков (PapA, PapK, PapE, PapF и PapG), четыре белка, участвующих в транспорте и сборке (PapD, PapH, PapC, PapJ) и два белка (PapB, PapI), регулирующих оперон. выражение. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

Роль во время заражения

Прикрепление к уроэпителиальным клеткам хозяина является решающим этапом во время инфекции, которое позволяет уропатогенной E.coli колонизировать мочевыводящие пути и предотвращает удаление бактерий во время мочеиспускания. Связывание Р-фимбрий с эпителиальными клетками опосредуется кончиковым адгезином PapG. Описаны четыре различных аллеля PapG, которые связываются с разными гликолипидными структурами клеток-хозяев. Было показано, что у людей особенно клинически значимы варианты papGII и papGIII.

Вариант PapGII преимущественно связывается с глобозидом (GbO4), который в большом количестве обнаруживается на эпителиальных клетках почек человека. PapGII вызывает сильную воспалительную реакцию, которая приводит к повреждению тканей. ^{[ 8 ]} Большинство E. coli штаммов , вызывающих пиелонефрит , мочевую бактериемию и уросепсис, продуцируют P-пили с PapGII. ^{[ 9 ]} PapGIII связывается с антигеном Форссмана (GbO5), а также с изорецепторами, присутствующими в мочевыводящих путях человека. Штаммы E. coli, несущие ген papGIII, связаны с инфекциями нижних мочевых путей (циститом) и бессимптомной бактериурией . Адгезины PapGI преимущественно связываются с глоботриаозилцерамидом (GbO3), тогда как изорецепторы PapGIV неизвестны. E. coli , несущая гены PapGI и PapGIV, редко встречается у E. coli, вызывающей инфекции у людей. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Частота (в %) вариантов papGII и papGIII в зависимости от клинического происхождения *изолятов E.coli* . ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}^{[ 9 ]}
	фекальный	бессимптомная бактериурия	цистит	пиелонефрит	уросепсис
папГИИ	15	20	20	60	70
papGIII	10	15	20	20	10

Ссылки

^ Нуччио С.П. и др. (2007). «Эволюция пути сборки шаперона / помощника: фимбриальная классификация идет по-гречески» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 71 (4): 551–575. дои : 10.1128/MMBR.00014-07 . ПМК 2168650 . ПМИД 18063717 .
^ Райс Дж.С., Пэн Т., Спенс Дж.С., штаб-квартира Вана, Голдблюм Р.М., Кортези Б., Новицки Б.Дж. (декабрь 2005 г.). «Пиелонефритическая Escherichia coli, экспрессирующая P-фимбрии, снижает иммунный ответ почек мыши» . Журнал Американского общества нефрологов . 16 (12): 3583–91. дои : 10.1681/ASN.2005030243 . ПМИД 16236807 .
^ Jump up to: ^а ^б Лейн MC, Mobley HL (июль 2007 г.). «Роль P-фимбриально-опосредованного присоединения при пиелонефрите и персистенции уропатогенной Escherichia coli (UPEC) в почках млекопитающих» . Почки Интернешнл . 72 (1): 19–25. дои : 10.1038/sj.ki.5002230 . ПМИД 17396114 .
^ Jump up to: ^а ^б Вуллт Б., Бергстен Г., Самуэльссон М., Сванборг С. (июнь 2002 г.). «Роль P-бабочек в формировании Escherichia coli и воспалении слизистой оболочки мочевыводящих путей человека». Международный журнал противомикробных средств . 19 (6): 522–38. дои : 10.1016/S0924-8579(02)00103-6 . ПМИД 12135844 .
^ Хоспенталь М.К., Редзей А., Додсон К., Уклея М., Френц Б., Родригес С. и др. (январь 2016 г.). «Структура пилуса-шаперона-ушера раскрывает молекулярную основу раскручивания стержня» . Клетка . 164 (1–2): 269–278. дои : 10.1016/j.cell.2015.11.049 . ПМЦ 4715182 . ПМИД 26724865 .
^ Ваксман Г., Хультгрен С.Дж. (ноябрь 2009 г.). «Структурная биология шаперонно-проводникового пути биогенеза пилуса» . Обзоры природы. Микробиология . 7 (11): 765–74. дои : 10.1038/nrmicro2220 . ПМК 3790644 . ПМИД 19820722 .
^ Лиллингтон Дж., Гейбель С., Ваксман Дж. (сентябрь 2014 г.). «Биогенез и адгезия пилей 1 типа и П» Acta биохимии и биофизики (BBA) – общие предметы 1840 (9): 2783–93. дои : 10.1016/j.bbagen.2014.04.021 . ПМИД 24797039 .
^ Амбите И., Батлер Д.С., Сторк С., Грёнберг-Эрнандес Дж., Кёвеш Б., Здзиарски Дж. и др. (июнь 2019 г.). «Фимбрии перепрограммируют экспрессию генов хозяина - различные эффекты фимбрий P и типа 1» . ПЛОС Патогены . 15 (6): e1007671. дои : 10.1371/journal.ppat.1007671 . ПМК 6557620 . ПМИД 31181116 .
^ Jump up to: ^а ^б Бигель М., Ксавье Б.Б., Джонсон Дж.Р., Нильсен К.Л., Фримодт-Мёллер Н., Матеуссен В. и др. (ноябрь 2020 г.). «Горизонтально приобретенные островки патогенности, содержащие papGII, лежат в основе возникновения инвазивных уропатогенных линий Escherichia coli» . Природные коммуникации . 11 (1): 5968. Бибкод : 2020NatCo..11.5968B . дои : 10.1038/s41467-020-19714-9 . ПМЦ 7686366 . ПМИД 33235212 . S2CID 227167609 .
^ Джонсон-младший (сентябрь 1998 г.). «Аллели papG среди штаммов Escherichia coli, вызывающих уросепсис: ассоциации с другими бактериальными характеристиками и компромисс с хозяином» . Инфекция и иммунитет . 66 (9): 4568–71. дои : 10.1128/IAI.66.9.4568-4571.1998 . ПМК 108561 . ПМИД 9712823 .
^ Йохансон И.М., Плос К., Марклунд Б.И., Сванборг К. (август 1993 г.). «Последовательности ДНК Pap, papG и prsG в Escherichia coli из фекальной флоры и мочевыводящих путей». Микробный патогенез . 15 (2): 121–9. дои : 10.1006/mpat.1993.1062 . ПМИД 7902954 .
^ Джонсон-младший, Кусковски М.А., Гаевски А., Сото С., Хингинг Дж.П., Хименес де Анта М.Т., Вила Дж. (январь 2005 г.). «Расширенные генотипы вирулентности и филогенетический фон изолятов Escherichia coli от пациентов с циститом, пиелонефритом или простатитом» . Журнал инфекционных болезней . 191 (1): 46–50. дои : 10.1086/426450 . ПМИД 15593002 .
^ Маббетт А.Н., Улетт Г.К., Уоттс Р.Э., Три Дж.Дж., Тоцика М., Онг К.Л. и др. (январь 2009 г.). «Вирулентные свойства бессимптомной бактериурии Escherichia coli». Международный журнал медицинской микробиологии . 299 (1): 53–63. дои : 10.1016/j.ijmm.2008.06.003 . ПМИД 18706859 .
^ Маррс К.Ф., Чжан Л., Фоксман Б. (ноябрь 2005 г.). «Инфекции мочевыводящих путей, опосредованные Escherichia coli: существуют ли отдельные уропатогенные патотипы E. coli (UPEC)?» (PDF) . Письма FEMS по микробиологии . 252 (2): 183–90. дои : 10.1016/j.femsle.2005.08.028 . ПМИД 16165319 .

[Nuccio_SP_et_al2007-1] Нуччио С.П. и др. (2007). «Эволюция пути сборки шаперона / помощника: фимбриальная классификация идет по-гречески» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 71 (4): 551–575. дои : 10.1128/MMBR.00014-07 . ПМК 2168650 . ПМИД 18063717 .

[2] Райс Дж.С., Пэн Т., Спенс Дж.С., штаб-квартира Вана, Голдблюм Р.М., Кортези Б., Новицки Б.Дж. (декабрь 2005 г.). «Пиелонефритическая Escherichia coli, экспрессирующая P-фимбрии, снижает иммунный ответ почек мыши» . Журнал Американского общества нефрологов . 16 (12): 3583–91. дои : 10.1681/ASN.2005030243 . ПМИД 16236807 .

[:0-3] Jump up to: ^а ^б Лейн MC, Mobley HL (июль 2007 г.). «Роль P-фимбриально-опосредованного присоединения при пиелонефрите и персистенции уропатогенной Escherichia coli (UPEC) в почках млекопитающих» . Почки Интернешнл . 72 (1): 19–25. дои : 10.1038/sj.ki.5002230 . ПМИД 17396114 .

[:1-4] Jump up to: ^а ^б Вуллт Б., Бергстен Г., Самуэльссон М., Сванборг С. (июнь 2002 г.). «Роль P-бабочек в формировании Escherichia coli и воспалении слизистой оболочки мочевыводящих путей человека». Международный журнал противомикробных средств . 19 (6): 522–38. дои : 10.1016/S0924-8579(02)00103-6 . ПМИД 12135844 .

[5] Хоспенталь М.К., Редзей А., Додсон К., Уклея М., Френц Б., Родригес С. и др. (январь 2016 г.). «Структура пилуса-шаперона-ушера раскрывает молекулярную основу раскручивания стержня» . Клетка . 164 (1–2): 269–278. дои : 10.1016/j.cell.2015.11.049 . ПМЦ 4715182 . ПМИД 26724865 .

[6] Ваксман Г., Хультгрен С.Дж. (ноябрь 2009 г.). «Структурная биология шаперонно-проводникового пути биогенеза пилуса» . Обзоры природы. Микробиология . 7 (11): 765–74. дои : 10.1038/nrmicro2220 . ПМК 3790644 . ПМИД 19820722 .

[7] Лиллингтон Дж., Гейбель С., Ваксман Дж. (сентябрь 2014 г.). «Биогенез и адгезия пилей 1 типа и П» Acta биохимии и биофизики (BBA) – общие предметы 1840 (9): 2783–93. дои : 10.1016/j.bbagen.2014.04.021 . ПМИД 24797039 .

[8] Амбите И., Батлер Д.С., Сторк С., Грёнберг-Эрнандес Дж., Кёвеш Б., Здзиарски Дж. и др. (июнь 2019 г.). «Фимбрии перепрограммируют экспрессию генов хозяина - различные эффекты фимбрий P и типа 1» . ПЛОС Патогены . 15 (6): e1007671. дои : 10.1371/journal.ppat.1007671 . ПМК 6557620 . ПМИД 31181116 .

[:2-9] Jump up to: ^а ^б Бигель М., Ксавье Б.Б., Джонсон Дж.Р., Нильсен К.Л., Фримодт-Мёллер Н., Матеуссен В. и др. (ноябрь 2020 г.). «Горизонтально приобретенные островки патогенности, содержащие papGII, лежат в основе возникновения инвазивных уропатогенных линий Escherichia coli» . Природные коммуникации . 11 (1): 5968. Бибкод : 2020NatCo..11.5968B . дои : 10.1038/s41467-020-19714-9 . ПМЦ 7686366 . ПМИД 33235212 . S2CID 227167609 .

[10] Джонсон-младший (сентябрь 1998 г.). «Аллели papG среди штаммов Escherichia coli, вызывающих уросепсис: ассоциации с другими бактериальными характеристиками и компромисс с хозяином» . Инфекция и иммунитет . 66 (9): 4568–71. дои : 10.1128/IAI.66.9.4568-4571.1998 . ПМК 108561 . ПМИД 9712823 .

[11] Йохансон И.М., Плос К., Марклунд Б.И., Сванборг К. (август 1993 г.). «Последовательности ДНК Pap, papG и prsG в Escherichia coli из фекальной флоры и мочевыводящих путей». Микробный патогенез . 15 (2): 121–9. дои : 10.1006/mpat.1993.1062 . ПМИД 7902954 .

[12] Джонсон-младший, Кусковски М.А., Гаевски А., Сото С., Хингинг Дж.П., Хименес де Анта М.Т., Вила Дж. (январь 2005 г.). «Расширенные генотипы вирулентности и филогенетический фон изолятов Escherichia coli от пациентов с циститом, пиелонефритом или простатитом» . Журнал инфекционных болезней . 191 (1): 46–50. дои : 10.1086/426450 . ПМИД 15593002 .

[13] Маббетт А.Н., Улетт Г.К., Уоттс Р.Э., Три Дж.Дж., Тоцика М., Онг К.Л. и др. (январь 2009 г.). «Вирулентные свойства бессимптомной бактериурии Escherichia coli». Международный журнал медицинской микробиологии . 299 (1): 53–63. дои : 10.1016/j.ijmm.2008.06.003 . ПМИД 18706859 .

[14] Маррс К.Ф., Чжан Л., Фоксман Б. (ноябрь 2005 г.). «Инфекции мочевыводящих путей, опосредованные Escherichia coli: существуют ли отдельные уропатогенные патотипы E. coli (UPEC)?» (PDF) . Письма FEMS по микробиологии . 252 (2): 183–90. дои : 10.1016/j.femsle.2005.08.028 . ПМИД 16165319 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]