Jump to content

Трахеальный цитотоксин

Тат-БП
Имена
Название ИЮПАК
(2R,6S)-6-[[(4R)-4-[[(2S)-2-[[(2R)-2-[[(1R,2S,3R,4R,5R)-4-ацетамидо- 2-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-ацетамидо-4,5-дигидрокси-6-(гидроксиметил)оксан-2-ил]окси-6,8-диоксабицикло[3.2.1]октан- 3-ил]окси]пропаноил]амино]пропаноил]амино]-4-карбоксибутаноил]амино]-2-амино-7-[[(1R)-1-карбоксиэтил]амино]-7-оксогептановая кислота
Другие имена
  • ТСТ
  • Трахеальный цитотоксин, Bordetella pertussis.
  • GlcNAc(бета1-4)-MurNAc(1,6-ангидро)-L-Ala-гамма-D-Glu-мезо-A2pm-D-Ala
  • GlcNAc-1,6-anhMurNAc-L-Ala-gamma-D-Glu-DAP-D-Ala (физиологическая форма; на два протона меньше)
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
Лекарственный Банк
Характеристики
С 37 Ч 59 Н 7 О 20
Молярная масса 921.908  g·mol −1
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).

Трахеальный цитотоксин (TCT) представляет собой массой 921 дальтон гликопептид , выделяемый Bordetella pertussis . [ 1 ] Vibrio fischeri (как химическое вещество симбиоза), [ 2 ] и Neisseria gonorrhoeae (среди других цитотоксинов, производных пептидогликана, которые он производит). [ 3 ] Это растворимый фрагмент пептидогликана (PGN), обнаруженный в клеточной стенке всех грамотрицательных бактерий . [ 4 ] но только некоторые виды бактерий выделяют ТСТ из-за неспособности перерабатывать этот фрагмент ангидромуропептида. [ 5 ]

В 1980 году было обнаружено, что B. pertussis может прикрепляться к трахеи эпителиальным (HTE) клеткам хомяка , а также, что супернатант культивированной бактерии может нарушать клеточный цикл неинфицированных клеток . [ 6 ] Это побудило ученых У. Е. Голдмана, Д. Г. Клэппера и Дж. Б. Бейсмана выделить и охарактеризовать новое вещество из B. pertussis супернатанта . новый дисахаридный тетрапептид Очищенный ими показал токсичность для клеток HTE и кольцевых культур трахеи . Впоследствии они назвали новую секвестрированную молекулу трахеальным цитотоксином (TCT). [ 7 ]

Структура

[ редактировать ]
Молекулярная структура ТКТ

TCT представляет собой растворимый фрагмент пептидогликана (PGN), обнаруженный в клеточной стенке всех грамотрицательных бактерий . [ 4 ] Как и все PGN, TCT состоит из дисахарида и пептидной цепи. Название TCT по IUPAC: N-ацетилглюкозаминил-1,6-ангидро-N-ацетилмурамил-(L)-аланил-γ-(D)-глутамил-мезодиаминопимелил-(D)-аланин. [ 8 ] Он классифицируется как PGN типа DAP ( диаминопимелиновая кислота ), поскольку третья аминогруппа в цепи представляет собой диаминопимелильный пептид. [ нужна ссылка ]

Конфигурация ТКТ внутри клеточной стенки бактерии

Остаток DAP отвечает за прямое связывание с D-аланина пептидом другой молекулы PGN, тем самым способствуя прикреплению TCT к клеточной стенке . [ 9 ]

Аналоги ТСТ. LacAEDapA сохраняет пептидную цепь ТСТ наряду с токсичностью, несмотря на отсутствие дисахарида. LacAEαApmA теряет диаминогруппу ТСТ наряду со значительным уровнем токсичности.

Часть DAP в TCT также подразумевает важность цитопатогенности, поскольку аналоги, не содержащие DAP, демонстрируют значительное снижение токсичности . [ 10 ]

Механизм патогенеза

[ редактировать ]

Большинство грамотрицательных бактерий удерживают TCT внутри клеточной стенки , используя белок -переносчик PGN, известный как AmpG . Однако B. pertussis не способен перерабатывать PGN через AmpG, и, таким образом, TCT попадает в окружающую среду. [ 11 ] [ 5 ] Кроме того, TCT, по-видимому, конститутивно выражен. [ сомнительно обсудить ] Б. коклюш . [ 4 ]

Первые исследования на мышах с использованием ТКТ включали обработку хомяка клеток трахеи . Эти эксперименты намекали на роль ТСТ в цилиостазе и клеточной экструзии реснитчатых клеток хомяка. Кроме того, клетки HTE имели заметно сниженный уровень синтеза ДНК после обработки TCT.

Иллюстрация, показывающая влияние ТСТ на клетки мерцательного эпителия человека. На рисунке А показана нормальная эпителиальная ткань человека. На рисунке B показана нормальная эпителиальная ткань человека после инкубации с ТСТ. Обратите внимание на поврежденные и экструдированные клетки мерцательного эпителия на рисунке Б.

В то время как предыдущие исследования с использованием мышиных моделей сообщали о доказательствах того, что ТСТ вызывает цилиостаз, in vitro исследования с использованием клеток трахеи человека показали, что ТСТ не влияет на частоту сокращений ресничек живых клеток, а вместо этого вызывает повреждение и возможное выдавливание мерцательных клеток. [ 12 ] При инфекциях гонореи клетки мерцательного эпителия влагалища также проявляют те же цитопатогенные эффекты благодаря распознаванию TCT. [ 13 ] Обширное повреждение мерцательной эпителиальной ткани, вызванное ТКТ, приводит к серьезному нарушению работы цилиарного эскалатора; важный актив неспецифической защиты хозяина. Это нарушение препятствует способности хозяина удалять слизистые и чужеродные микробы из эпителиальной ткани. Приступообразный кашель, например коклюш , является прямым симптомом скопления слизи вследствие повреждения мерцательной ткани. [ нужна ссылка ]

Распознавание NOD-1 и наличие липоолигосахарида (LOS) являются двумя факторами, которые модулируют эффект TCT. NOD-1 представляет собой рецептор распознавания образов, который обнаруживает пептидогликан. Этот рецептор слабо реагирует на ТСТ у людей, но сильно у мышей. Считается, что TCT действует синергично с LOS, опосредуя воспалительную реакцию, вызывая тем самым повреждение клеток мерцательного эпителия. [ 14 ] Примечательно, что человеческие патогены (B. pertussis и N. gonorrrea), которые производят избыточное количество TCT, вызывая повреждение ресничек, также производят LOS в их внешней мембране. [ нужна ссылка ]

Влияние на иммунную систему

[ редактировать ]

ТСТ был классифицирован как адъювантная молекула из-за стимулирующего воздействия, которое он оказывает на иммунную систему. Считается, что клеточное повреждение, связанное с ТКТ, является результатом повышенного уровня секреции оксида азота (NO) клетками слизистой оболочки как части врожденного защитного ответа на внеклеточные липополисахариды (ЛПС) и ТКТ. [ 15 ] У людей белки распознавания пептидогликана, например, PGRPIαC, по-видимому, связываются с TCT и, следовательно, индуцируют путь рецептора фактора некроза опухоли (TNFR). [ 16 ] Исследования с использованием мышиных макрофагов показали, что ТСТ стимулирует секрецию цитокинов , вероятно, через рецептор NOD1 . [ 17 ] Будучи плейотропным токсином, ТСТ также действует как пироген и стимулятор медленноволнового сна . [ 18 ]

Белок 4 распознавания пептидогликана ( PGLYRP4 ) у млекопитающих (мышей) взаимодействует с TCT и уменьшает повреждение от коклюшного воспаления. [ 19 ] Эта молекула обладает сходными иммуновызывающими свойствами у дрозофилы , где распознавание осуществляет пара PGRP. [ 20 ]

  1. ^ Канделл, доктор медицинских наук; Кантакумар, К; Тейлор, GW; Голдман, МЫ; Флак, Т; Коул, Пи Джей; Уилсон, Р. (1994). «Влияние трахеального цитотоксина Bordetella pertussis на функцию нейтрофилов человека in vitro» . Инфекция и иммунитет . 62 (2): 639–43. дои : 10.1128/iai.62.2.639-643.1994 . ПМК   186151 . ПМИД   8300220 .
  2. ^ Коропатник, Т.А.; Энгл, Дж. Т.; Апичелла, Массачусетс; Стабб, Е.В.; Голдман, МЫ; Макфолл-Нгай, MJ (12 ноября 2004 г.). «Развитие, опосредованное микробным фактором, при мутуализме хозяин-бактерия». Наука . 306 (5699): 1186–8. Бибкод : 2004Sci...306.1186K . дои : 10.1126/science.1102218 . ПМИД   15539604 . S2CID   41603462 . Здесь мы сообщаем, что Vibrio fischeri также высвобождает TCT, который действует в синергии с липополисахаридом (LPS), запуская развитие тканей в его мутуалистическом симбиозе со сколопами кальмара Euprymna .
  3. ^ Клауд, Калифорния; Диллард, JP (июнь 2002 г.). «Литическая трансгликозилаза Neisseria gonorrhoeae участвует в выработке цитотоксина, производного пептидогликана» . Инфекция и иммунитет . 70 (6): 2752–7. дои : 10.1128/IAI.70.6.2752-2757.2002 . ПМК   127960 . ПМИД   12010959 . Основной фрагмент пептидогликана, выделяемый гонококками, идентичен трахеальному цитотоксину Bordetella pertussis и, как было показано, убивает реснитчатые клетки фаллопиевых труб в органной культуре.
  4. ^ Перейти обратно: а б с Матту, С.; Черри, доктор юридических наук (2005). «Молекулярный патогенез, эпидемиология и клинические проявления респираторных инфекций, вызванных Bordetella pertussis и другими подвидами Bordetella» . Обзоры клинической микробиологии . 18 (2): 326–82. doi : 10.1128/CMR.18.2.326-382.2005 . ПМЦ   1082800 . ПМИД   15831828 .
  5. ^ Перейти обратно: а б Паркхилл, Джулиан; Себайхия, Мохаммед; Престон, Эндрю; Мерфи, Ли Д; Томсон, Николас; Харрис, Дэвид Э; Холден, Мэтью Т.Г.; Черчер, Кэрол М; и др. (2003). «Сравнительный анализ последовательностей генома Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis и Bordetella bronchiseptica» . Природная генетика . 35 (1): 32–40. дои : 10.1038/ng1227 . ПМИД   12910271 .
  6. ^ Голдман, МЫ и Дж. Б. Бэйсман (март 1980 г.). "Abstr. Ann. Meet. Am. Soc. Microbiol". Абстр. Энн. Встретиться. Являюсь. Соц. Микробиол . [ нужна страница ]
  7. ^ Гольдман, Уильям Э.; Клэппер, Дэвид Г.; Бейсмен, Джоэл Б. (1 мая 1982 г.). «Обнаружение, выделение и анализ выделенного продукта Bordetella pertussis, токсичного для культивируемых клеток трахеи» . Инфекция и иммунитет . 36 (2): 782–94. дои : 10.1128/iai.36.2.782-794.1982 . ПМК   351298 . ПМИД   6177637 .
  8. ^ Куксон, Британская Колумбия; Тайлер, АН; Гольдман, МЫ (1989). «Первичная структура трахеального цитотоксина Bordetella pertussis, производного пептидогликана». Биохимия . 28 (4): 1744–9. дои : 10.1021/bi00430a048 . ПМИД   2541765 .
  9. ^ Уилсон, Р; Читай, Р; Томас, М; Рутман, А; Харрисон, К; Лунд, В; Куксон, Б; Гольдман, В; и др. (1 января 1991 г.). «Влияние инфекции Bordetella pertussis на респираторный эпителий человека in vivo и in vitro» . Инфекция и иммунитет . 59 (1): 337–45. дои : 10.1128/iai.59.1.337-345.1991 . ПМК   257746 . ПМИД   1987048 .
  10. ^ Люкер, К.Э.; Кольер, Дж.Л.; Колодзей, EW; Маршалл, Греция; Гольдман, МЫ (1993). «Трахеальный цитотоксин Bordetella pertussis и другие мурамиловые пептиды: различные взаимосвязи структура-активность при респираторной эпителиальной цитопатологии» . Труды Национальной академии наук . 90 (6): 2365–2369. Бибкод : 1993PNAS...90.2365L . дои : 10.1073/pnas.90.6.2365 . ПМК   46087 . ПМИД   8460147 .
  11. ^ Джейкобс, К; Йорис, Б; Джамин, М; Кларсов, К; Ван Беумен, Дж; Менжен-Лекрель, Д; Ван Хейеноорт, Дж; Парк, Джей Ти; и др. (1995). «AmpD, необходимый как для регуляции бета-лактамаз, так и для рециркуляции клеточной стенки, представляет собой новую цитозольную N-ацетилмурамил-L-аланинамидазу». Молекулярная микробиология . 15 (3): 553–9. дои : 10.1111/j.1365-2958.1995.tb02268.x . ПМИД   7783625 . S2CID   40169153 .
  12. ^ Уилсон, Р; Читай, Р; Томас, М; Рутман, А; Харрисон, К; Лунд, В.; Куксон, Б; Гольдман, В; и др. (1991). «Влияние инфекции Bordetella pertussis на респираторный эпителий человека in vivo и in vitro» . Инфекция и иммунитет . 59 (1): 337–45. дои : 10.1128/iai.59.1.337-345.1991 . ПМК   257746 . ПМИД   1987048 .
  13. ^ Сваминатан, CP; Браун, PH; Ройчоудхури, А.; Ван, К.; Гуан, Р.; Сильверман, Н.; Голдман, МЫ; Бунс, Г.-Ж.; Мариуцца, РА (2006). «Двойные стратегии распознавания пептидогликана белками распознавания пептидогликана (PGRP)» . Труды Национальной академии наук . 103 (3): 684–9. Бибкод : 2006PNAS..103..684S . дои : 10.1073/pnas.0507656103 . ПМЦ   1334652 . ПМИД   16407132 .
  14. ^ Мелвин, Джеффри А.; Шеллер, Эрих В.; Миллер, Джефф Ф.; Коттер, Пегги А. (1 апреля 2014 г.). «Патогенез Bordetella pertussis: текущие и будущие проблемы» . Обзоры природы Микробиология . 12 (4): 274–288. дои : 10.1038/nrmicro3235 . ISSN   1740-1526 . ПМК   4205565 . ПМИД   24608338 .
  15. ^ Кут, Дж. Г. (2001). Механизмы восприятия окружающей среды в Бордетелле . Достижения микробной физиологии. Том. 44. стр. 141–81. дои : 10.1016/S0065-2911(01)44013-6 . ISBN  9780120277445 . ПМИД   11407112 .
  16. ^ Сваминатан, CP; Браун, PH; Ройчоудхури, А; Ван, Кью; Гуань, Р; Сильверман, Н.; Голдман, МЫ; Бунс, Дж.Дж.; Мариуцца, РА (2006). «Двойные стратегии распознавания пептидогликана белками распознавания пептидогликана (PGRP)» . Труды Национальной академии наук . 103 (3): 684–9. Бибкод : 2006PNAS..103..684S . дои : 10.1073/pnas.0507656103 . ПМЦ   1334652 . ПМИД   16407132 .
  17. ^ Хуманн, Джессика; Ленц, Лорел Л. (2009). «Бактериальные ферменты, разлагающие пептидогликаны, и их влияние на обнаружение муропептидов хозяина» . Журнал врожденного иммунитета . 1 (2): 88–97. дои : 10.1159/000181181 . ПМК   2659621 . ПМИД   19319201 .
  18. ^ Магальяйнс, Жоау Гамелас; Филпотт, Дана Дж; Нахори, Мари-Анн; Жеанно, Мугетт; Фриц, Йорг; Бурхис, Лайонел Ле; Виала, Жером; Гюго, Жан-Пьер; и др. (2005). «Мышиный Nod1, но не его человеческий ортолог, опосредует врожденное иммунное обнаружение трахеального цитотоксина» . Отчеты ЭМБО . 6 (12): 1201–7. дои : 10.1038/sj.embor.7400552 . ПМЦ   1369207 . ПМИД   16211083 .
  19. ^ Скерри, К; Голдман, МЫ; Карбонетти, Нью-Хэмпшир (февраль 2019 г.). «Белок 4, распознающий пептидогликан, подавляет ранние воспалительные реакции на Bordetella pertussis и способствует ослаблению заболевания, опосредованного агонистом рецептора сфингозин-1-фосфата» . Инфекция и иммунитет . 87 (2). дои : 10.1128/IAI.00601-18 . ПМК   6346131 . ПМИД   30510103 .
  20. ^ Чанг, CI; Челлия, Ю; Борек, Д; Менжен-Лекрель, Д; Дайзенхофер, Дж (24 марта 2006 г.). «Структура трахеального цитотоксина в комплексе с гетеродимерным рецептором распознавания образов». Наука . 311 (5768): 1761–4. Бибкод : 2006Sci...311.1761C . дои : 10.1126/science.1123056 . ПМИД   16556841 . S2CID   25416989 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: dc3738974df5f2a9f43e00ab2f4ebc85__1699888560
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/dc/85/dc3738974df5f2a9f43e00ab2f4ebc85.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Tracheal cytotoxin - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)