Aurelysin - Aureolysin

PDB 1bqb EBI.jpg
Identifikatorlar
EC raqami3.4.24.29
CAS raqami39335-13-2
Ma'lumotlar bazalari
IntEnzIntEnz ko'rinishi
BRENDABRENDA kirish
ExPASyNiceZyme ko'rinishi
KEGGKEGG-ga kirish
MetaCycmetabolik yo'l
PRIAMprofil
PDB tuzilmalarRCSB PDB PDBe PDBsum

Aurelysin (EC 3.4.24.29, proteaz III, stafilokokk metalloproteaza, Staphylococcus aureus neytral proteinaz) hujayradan tashqari metalloproteaza tomonidan ifoda etilgan Staphylococcus aureus.[1][2][3][4][5] Ushbu proteaz tug'ma immunitet tizimining xost omillarini ajratish hamda S. aureus tomonidan chiqarilgan toksinlar va hujayra devori oqsillarini tartibga solish orqali bakteriyalarning zaharlanishiga yoki kasallik qo'zg'atishga katta hissa qo'shadi.[6][7] Aureolitin fermentativ faolligini katalizatsiyalash uchun xujayraning hujayradan tashqari muhitidan oladigan rux va kaltsiyni talab qiladi.[6][7]

Genetika

Aurelysin gendan ifoda etiladi aurmonokistronik operonda joylashgan.[8] Gen ikki allel shaklida mavjud, ammo ularning ketma-ketligi 89% gomologiyasi bilan yuqori darajada saqlanib qolgan.[9] Gen tarkibida 159 nukleotidning kodlash ketma-ketligi mavjud bo'lib, u 509 aminokislotadan iborat bo'lgan fermentning pro-formasiga aylanadi.[9] 509 ta aminokislotadan atigi 301 tasi aureolizinning etuk shaklini bildiradi.[9] Tarjimadan so'ng fermentning oldingi qismi hujayra devorida joylashgan sekretsiya tizimiga ko'rsatma vazifasini bajaradigan 27 ta aminokislotali N-terminal signal peptidi.[9] Bu erda signal peptidi aureolizin ajralishi bilan ajralib chiqadi.[9]

Aureolysin asosan boshqa asosiy proteazlar bilan birgalikda ifodalanadiS. aureus ikkita sistin proteazlari, shu jumladan Staphopain A (ScpA) va B (SspB) va serin proteaz V8 (SspA). Ning transkripsiyaviy regulyatsiyasiaur tomonidan boshqariladi "uy xo'jaligi " sigma omili σA, va aksessuar gen regulyatori tomonidan tartibga solinadiagr. Aureolizinning ekspresyon darajasi eksponensialdan keyingi davrda eng yuqori ko'rsatkichga ega, ammo fagotsitoz paytida aureolizinning yuqori regulyatsiyasi ham kuzatilgan.[10] Transkripsiya stafilokokk aksessuari regulyatori tomonidan bosiladisarA va muqobil sigma omil σ bo'yichaB (ning stressga qarshi modulyatoriGram-musbat bakteriyalar ). 

Theaur gen ikkalasining genomida yuqori tarqalishga egakomensal - vapatogen -tipS. aureus shtammlar.[11]

Faollashtirish

Stafilokokk proteolitik kaskad. Aureolizin, V8 va SspB hujayradan tashqaridagi muhitga chiqarilgandan so'ng, ajratilgan kichik doiralar ko'rsatgan pro-peptidlarni fermentlar faolligini hosil qilish uchun ajratish kerak. Aureolizin avtokatalizdan o'tib, pro-peptidni olib tashlaydi, so'ngra V8 ni ajratib, etuk proteazni hosil qiladi. Keyin V8 SspB-ni faollashtiradi va kaskad tugaydi.

Aurelysin, bilan birga V8, SspB va ScpA, ularning hammasi zimogenlar ajralib chiqadi. Bu shuni anglatadiki, ular propeptid biron bir tarzda olib tashlanmaguncha, ular faol bo'lmagan konformatsiya bilan ajralib turadi. Aureolysin, V8 va SspB stafilokokk proteolitik kaskadini tashkil qiladi.[8] Ushbu uchta proteazning hammasi, ularning faollashishini inhibe qiluvchi propeptid bilan atrof muhitga ajralib chiqadi. Aureolizin avtokatalizga uchraydi va propeptid parchalanib, fermentning etuk shaklini hosil qiladi.[8] Keyinchalik etuk aureolizin V8 dan propeptidni ajratib olib, bu proteazning faollashishiga olib keladi.[8] Nihoyat V8 SspB propeptidini ajratadi va kaskad tugadi.[8] ScpA, propeptidning aureolizinga o'xshash avtokatalitik parchalanishi bilan etuk bo'ladi.[8]

Aureolitinning faol qoldiqlari uning fermentativ funktsiyasi uchun juda muhimdir.[9] Faol qoldiq - bu proteinning 145-pozitsiyasida joylashgan glutamat aminokislotadir.[9]

Immunitetdan qochish

Aurelysin har xil immunitet komponentlarini va xost oqsillarini ajratib turadi. Bu bakteriyani immunitet tizimidan yashirish uchun juda muhimdir va biofilm hosil qiluvchi fenotipni harakatchan va invaziv shaklga o'tishda vositachilik qiladi. Aureolitinning turli xil maqsadlari bor va ularning har biriga ta'siri bakteriyalarning zaharlanishi uchun juda muhimdir.

Aureolizinning yuqtirishga yordam beradigan asosiy usullaridan biri bu ichidagi ba'zi maqsadlarni inaktiv qilishdir komplement tizimi. Barcha proteazalar orasida aureolizin eng samarali hisoblanadi komplekt kaskad.[12] Komplementni faollashtirishning uchta yo'lida ham proteazni boshqarish maqsadi mavjud. Klassik yo'lda aureolizin nafaqat C1q ning cho'kishini kamaytiradi S. aureus bakteriyalar yuzasi, uni keltirib chiqaradi C1q odatda tug'ma immunitet tizimini faollashtirmaydigan sirtlarni bog'lash va komensal bakteriyalar yuzalariga yotqizish.[12] Aureolizin inson plazmasida yuqori darajada C5a hosil qilishi qayd etilgan, bu esa neytrofillar haddan tashqari stimulyatsiyasiga olib keladi, natijada neytrofillar o'limiga olib keladi.[12] C3 aureolizinning yana bir asosiy maqsadi. Faol sayt yuqori yaqinlikka ega C3 va uni C3a va C3b ga qo'shadi, ammo oqsil xost tomonidan tan olingan mahalliy joydan ikkita aminokislota qoldig'iga bo'linadi. C3 konvertazasi.[7][12] C3a va C3b dan olingan aureolizin xost komplementi inhibitori tomonidan yanada parchalanadi omil H va men[7][12] In lektin yo'li, aureolizin inhibe qiladi MBL va fikolin majburiy, bu esa o'z navbatida C3b birikmasini kamaytiradi.[6]

Komplement tizimidan tashqarida immunitetdan qochish turli yo'llar bilan sodir bo'ladi. Aureolysin proteaz inhibitörünü ajratadi va inaktiv qiladi a1-antichimotripsin va qisman inaktiv qiladi a1-antitripsin.[13] Dekolte a1-antitripsin neytrofillar uchun xemotaktik bo'lak hosil qiladi va ikkala proteaz inhibitörlerinin bo'linishi neytrofildan olingan proteolitik faollikni tartibga solishga olib keladi.[13] Aurelysin antimikrobiyal peptidni parchalaydi LL-37, uni harakatsiz holga keltirib, bakteriyalar hujayrasi devorini tesha olmaydi. Limfotsitlar tomonidan immunoglobulin ishlab chiqarilishi, shuningdek, aureolizin bilan inhibe qilinadi.[5] Bu ikkalasiga ham hissa qo'shadi qon ivishi tomonidan qo'zg'atilgan koagulaza va to fibrinoliz vositachilik qiladi stafilokinaza.[13] Aureolizin bilan pro-trombinni trombinga proteolitik konversiyasi bilan sinergik ishlaydi koagulaza va inson plazmasining stafilokogulyatsiyasiga hissa qo'shadi.[13] Stafilokoagulyatsiyani qo'zg'atish orqali bakteriya pıhtı ichida fagotsit hujayralaridan yashiriladi. Stafilokoagulyatsiyaga zid bo'lgan aureolizin faollashishi uchun javobgardir urokinaza va inaktivatsiyasi a2-antiplazmin va plazminogen faollashtiruvchi inhibitori-1.[7] Bu bakteriyalarni tarqalishiga yordam beradi, bu esa xujayraning keyingi hujumiga imkon beradi.

Biologik ahamiyati

Qachon S. aureus xost ichida infektsiyani o'rnatayotgan bo'lsa, u doimiy ravishda statik yoki biofilm hosil qiluvchi fenotipdan invaziv yoki harakatchan fenotipga o'tishi kerak. Proteazlar bu jarayonda vositachilik qilishga yordam beradi. Aureolizin biofilmlarning shakllanishini past darajada tartibga soladigan va bakteriyaning harakatlanishiga imkon beradigan ko'rinadi. Ushbu o'zgarishga hissa qo'shadigan usullardan biri qon ivishida vositachilik qilish, shuningdek urokinazni faollashtirishdir. Biroq, u ham vositachilik qiladi S. aureus Ushbu o'zgarishni rag'batlantirish uchun hujayra devori va ajratilgan oqsillar. Masalan, B klamping omili - bu fibrinogenni bakteriya atrofiga yopishtirish uchun javob beradigan sirt oqsili.[5][11] Aureolizin B guruhlanish omilining parchalanishi uchun javobgardir, bu esa uni yo'qotishiga olib keladi S. aureus fibrinogen bilan bog'lanish. Ushbu mexanizm bilan u fibrinolizning faollashishi bilan birgalikda tarqalishi va tarqalishi uchun o'zini o'zi boshqarish mexanizmi sifatida harakat qilishi mumkin, proteaz esa bir vaqtning o'zida komplementni faollashuvidan himoya qiladi.[5][11] Aureolizin inson qonida bakteriyalarni saqlab qolish uchun ta'sir ko'rsatishi isbotlangan.[14] Aureolizin, shuningdek, fagotsitoz bilan tartibga solinadi va hujayra ichidagi omon qolishiga yordam beradi.[5][10][15]

S. aureus xost ichida surunkali yoki uzoq davom etadigan infektsiyani o'rnatishni afzal ko'radi. Aureolitin tarqalish va immunitet mexanizmlariga qarshi kurashishda, shuningdek, bakteriyalarning patogenligini nazorat qilish uchun ajratilgan virulentlik omillarini tartibga soladi. PSM va a-toksinlarni zararsizlantirish orqali aurelysin bakteriyalarning patogen ta'sirini bostirishi mumkin, bu esa surunkali infektsiyani yuqtirishga imkon beradi.[5]

Adabiyotlar

  1. ^ Arvidson, S. (1973). "Dan hujayradan tashqari proteolitik fermentlarni o'rganish Staphylococcus aureus. II. EDTA sezgir proteazni ajratish va tavsiflash ". Biokimyo. Biofiz. Acta. 302 (1): 149–157. doi:10.1016 / 0005-2744 (73) 90017-x. PMID  4632563.
  2. ^ Saheb SA (1976). "EDTA tomonidan inhibe qilingan Staphylococcus aureus dan hujayradan tashqari proteazni tozalash va tavsifi". Biochimie (frantsuz tilida). 58 (7): 793–804. doi:10.1016 / s0300-9084 (76) 80310-0. PMID  823980.
  3. ^ Drapeau GR (noyabr 1978). "Staphylococcal protease prekursorini faollashtirishda metalloproteazaning roli". Bakteriologiya jurnali. 136 (2): 607–13. doi:10.1128 / JB.136.2.607-613.1978. PMC  218585. PMID  711676.
  4. ^ Potempa J, Porvit-Bobr Z, Travis J (dekabr 1989). "Staphylococcus aureus metalloproteinase degradatsiyasiga qarshi stabillash". Biochimica et Biofhysica Acta (BBA) - Umumiy mavzular. 993 (2–3): 301–4. doi:10.1016/0304-4165(89)90181-5. PMID  2512988.
  5. ^ a b v d e f Potempa J, Shou LN (2013-01-01). Rawlings ND, Salvesen G (tahrir). Proteolitik fermentlarning qo'llanmasi. Akademik matbuot. 563-569 betlar. doi:10.1016 / b978-0-12-382219-2.00114-9. ISBN  9780123822192.
  6. ^ a b v Laarman, Aleksandr J.; va boshq. (2011 yil aprel). "Staphylococcus aureus Metalloprotease Aureolysin Cleaning C3 komplementini immunitetdan qochish vositasi sifatida". Immunologiya jurnali. 186 (11): 6445–6453. doi:10.4049 / jimmunol.1002948. PMID  21502375.
  7. ^ a b v d e Pietrokola, Giampiero; va boshq. (2017 yil 30-avgust). "Aureapia staphylococcus manipulyatsiyani tug'ma immunitetni o'z va mezbon tomonidan bildirilgan protezlar orqali". Uyali va infektsion mikrobiologiyaning chegaralari. 7: 166. doi:10.3389 / fcimb.2017.00166. PMC  5418230. PMID  28529927.
  8. ^ a b v d e f Shou L, Golonka E, Potempa J, Foster SJ (2004 yil yanvar). "Aureus staphylococcus ning hujayradan tashqari proteazalarining roli va regulyatsiyasi". Mikrobiologiya. 150 (Pt 1): 217-28. doi:10.1099 / mic.0.26634-0. PMID  14702415.
  9. ^ a b v d e f g Sabat, A; va boshq. (2000 yil fevral). "Staphylococcus aureus tarkibidagi Aureolysin Genning ikki allelik shakli (aur)". Infektsiya va immunitet. 68 (2): 973–976. doi:10.1128 / IAI.68.2.973-976.2000. PMC  97234. PMID  10639475.
  10. ^ a b Burlak C, Hammer CH, Robinson MA, Uitni AR, Makgavin MJ, Kreisvirt BN, Deleo FR (may 2007). "Hamjamiyat bilan bog'liq metitsillinga chidamli Staphylococcus aureus ekzoproteinlarining global tahlili in vitro va infektsiya paytida hosil bo'lgan molekulalarni aniqlaydi". Uyali mikrobiologiya. 9 (5): 1172–90. doi:10.1111 / j.1462-5822.2006.00858.x. PMC  2064037. PMID  17217429.
  11. ^ a b v Dubin G (2002-07-01). "Staphylococcus spp ning hujayradan tashqari proteazalari". Biologik kimyo. 383 (7–8): 1075–86. doi:10.1515 / BC.2002.116. PMID  12437090.
  12. ^ a b v d e Jusko, Monika; Potempa, Jan; Kantyka, Tomasz; Bielecka, Eva; Miller, Xali K.; Kalinska, Magdalena; Dubin, Grzegorz; Garred, Piter; Shou, Lindsey N. (2014). "Stafilokokk proteinlari inson komplementi tizimidan qochishga yordam beradi". Tug'ma immunitet jurnali. 6 (1): 31–46. doi:10.1159/000351458. ISSN  1662-8128. PMC  3972074. PMID  23838186.
  13. ^ a b v d Dubin, Grzegorz (2002 yil iyul). "Staphylococcus spp ning hujayradan tashqari proteazalari". Biologik kimyo. 383 (7–8): 1075–1086. doi:10.1515 / BC.2002.116. ISSN  1431-6730. PMID  12437090.
  14. ^ Jusko M, Potempa J, Kantyka T, Bielecka E, Miller HK, Kalinska M, Dubin G, Garred P, Shou LN, Blom AM (2014-01-01). "Stafilokokkli proteazlar inson komplementi tizimidan qochishda yordam beradi". Tug'ma immunitet jurnali. 6 (1): 31–46. doi:10.1159/000351458. PMC  3972074. PMID  23838186.
  15. ^ Kubica M, Guzik K, Koziel J, Zarebski M, Rixter V, Gaykovska B, Golda A, Maciag-Gudovsk A, Brix K, Shou L, Foster T, Potempa J (yanvar 2008). "Staphylococcus aureus tarqalishi uchun potentsial yangi yo'l: odamning monositlardan olingan makrofaglari tomonidan fagotsitlangan S. aureusning jimgina omon qolishi". PLOS ONE. 3 (1): e1409. doi:10.1371 / journal.pone.0001409. PMC  2169301. PMID  18183290.

Tashqi havolalar