Flagelina struktur och funktioner

De Flagga Det är ett protein från glödtråden, som är en struktur som är en del av bakteriernas plåga. De allra flesta bakterier har bara en typ av plågor. Vissa har dock mer än två.

Den molekylära storleken på detta protein varierar mellan 30 kDa och 60 kDa. Till exempel, i enterobakterier är dess molekylstorlek stor, medan den i vissa Sweetacuícolas -bakterier är liten.

Källa: Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College [Public Domain]

Flagelina är en virulensfaktor som gör det möjligt för vidhäftning och invasion att vara värd för celler. Dessutom är det en kraftfull aktivator av många typer av celler involverade i det medfödda och adaptiva immunsvaret.

[TOC]

Flagelo och mobilitets ultrastruktur

Scourge är förankrad på cellytan. Den består av tre delar: 1) glödtråden, som sträcker sig från cellens yta och är en ihålig och styv cylindrisk struktur; 2) baskroppen, som är inbäddad i väggarna i väggen och cellmembranet, bildar flera ringar; och 3) kroken, en krökt kort struktur som förenar baskroppen till glödtråden.

Basalkroppen är den mest komplexa delen av scourge. I gram negativa bakterier har den fyra ringar anslutna till en central kolonn. I de positiva gramen har den två ringar. Rotationsrörelsen av gisselen förekommer i basalkroppen.

Platsen för flagellen på ytan av bakterierna varierar mycket mellan organismer, att kunna vara: 1) monric, med bara en gissel; 2) polar, med två eller fler; eller 3) Peritrico, med många sidor flagella. Det finns också endoflagelos, som i spirochetes, som finns i det perplapmiska utrymmet.

Helicobacter pylori Det är väldigt mobilt eftersom det har sex till åtta unipolära gissar. En pH -gradient genom slem tillåter H. pylori Orientera och etablera i ett område intill epitelceller. Pseudomonas Den har en polär gissel, som uppvisar kemiotax för sockerarter och är associerad med virulens.

Flagglinjestruktur

Ett drag i den pratande proteinsekvensen är att dess N-terminala och C-terminala regioner är mycket bevarade, medan den centrala regionen är mycket varierande mellan arter och underarter av samma släkt. Denna hypervariabilitet ansvarar för hundratals serotyper av Salmonella spp.

Kan tjäna dig: Serratia Marcescens

Flagelina -molekyler interagerar med varandra genom terminalregionerna och polymeriserar en glödtråd. I detta är terminalregionerna i det inre av den cylindriska strukturen i filamentet, medan det centrala är utsatt.

Till skillnad från tubulinfilament som är depolimeriserade i frånvaro av salter, är bakterier mycket stabila i vatten. Cirka 20.000 tubulinsubenheter bildar en glödtråd.

I glödtråden H. pylori och Pseudomonas aeruginosa Två typer av plågor och flab är polymeriserade, kodade av flic -genen. FLAA är heterogena och är indelade i flera undergrupper, med molekylmassor som varierar mellan 45 och 52 kDa. Flab är homogen med en molekylmassa på 53 kDa.

Ofta metyleras flagelinlysinrester. Dessutom finns det andra modifieringar såsom Flaa Glysilation och fosforylering av flab -tyrosinavfall, vars funktioner är respektive virulens och exportsignal.

Flaggig filamenttillväxt i bakterier

Bakteriernas plåga kan upplevas experimentellt, att vara möjlig för att studera dess regenerering. Flagelina -underenheter transporteras genom den inre regionen i denna struktur. När de når slutet lägger underenheterna spontant med hjälp av ett protein ("CAP -protein") som kallas HAP2 eller Floid.

Syntesen av filamentet sker genom sin egen montering; det vill säga att polymerisationen av scourge inte kräver enzymer eller faktorer.

Informationen för montering av glödtråden finns i själva underenheten. Således är flagelina underenheter polymerisera bildande elva protofilament, som bildar en komplett.

Flagelina syntes av P. aeruginosa och Proteus Mirabilis Det hämmas av antibiotika som erytromycin, klaritromycin och azitromycin.

Flagelina som immunsystemaktivator

De första studierna visade att plågan, vid subnomolära koncentrationer, från Salmonella, Det är en kraftfull cytokininduktor i en promocital cellinje.

Kan tjäna dig: Zoospores

Därefter visades det att induktionen av det proinflammatoriska svaret innebär en interaktion mellan scourge och ytreceptorerna i de medfödda immunsystemcellerna.

Ytreceptorerna som interagerar med flagelin är de av Toll-5 (TLR5) -typ. Därefter visade studier med rekombinant plåga att när den saknade det hypervariabla området kunde den inte inducera ett immunsvar.

TLR5 finns i immunsystemceller, såsom lymfocyter, neutrofiler, monocyter, makrofager, dendritiska celler, epitelceller och lymfatiska knölar. I tarmen reglerar TLR5 sammansättningen av mikrobiota.

Gram negativa bakterier använder vanligtvis typ-III-sekretionssystemet för att translokalisera scourge till värdcellcytoplasma, som utlöser en serie intracellulära händelser. Således erkänns flagglinjen i den intracellulära miljön av proteiner från NAIP -familjen (en hämmare av apoptos/NLR -familjen).

Därefter interagerar den flagelina-NAIP5/6-komplexet med nodtypmottagaren, vilket genererar värdens svar på infektion och skador.

Flagga och växter

Växter känner igen detta protein genom Avkännande 2 av Scourge (FLS2). Det senare är en kinasreceptor i leucinrepetitioner och är en motsvarighet från TLR5. FLS ”interagerar med den N-terminala regionen La Flagelina.

Föreningen av flagelin till FLS2 producerar fosforylering av MAP Kinase Road, som kulminerar med syntesen av proteiner som förmedlar skydd mot svampinfektion och bakterier.

I vissa Solanáceas -växter kan scourge också gå med i FLS3 -receptorn. På detta sätt skyddas dessa mot patogener som undviker försvaret medierat av FLS2.

Flagelina som adjuvans

En adjuvans är ett material som ökar cellen eller humoralt svar på ett antigen. Eftersom många vacciner ger ett dåligt immunsvar är det nödvändigt att ha goda adjuvanser.

Kan tjäna dig: heterotrof bakterier: egenskaper och exempel på arter

Många studier visade effektiviteten hos scourge som adjuvans. Dessa undersökningar bestod av att använda rekombinant flagelin i vacciner, utvärderade av djurmodeller. Detta protein övervinns emellertid fortfarande av fas I av kliniska studier.

Bland de rekombinanta flagelinerna som studeras är: flagelina-epitop 1 av hematoglutinin i influensaviruset; Flagga-epitope Schistosoma mansoni; Flageline-stabil värme till värme OCH. coli; Flagelina -proteína 1 av ytan av Plasmodium; och flagelina-protein av Nile-virusförpackningen, bland andra rekombinanter.

Det finns några fördelar med att använda flagelin som adjuvans i vacciner mot mänsklig användning. Dessa fördelar är följande:

1) Det är effektivt vid mycket låga doser.

2) De stimulerar inte IgE -svaret.

3) Du kan infoga sekvensen för en annan adjuvans, Ag, i scourge -sekvensen utan att påverka flagglinjen via TLR5.

Andra användningar av flagelin

Eftersom flagelingenerna uppvisar stor variation, kan användas för att utföra specifika detektioner eller uppnå identifiering av arter eller stammar.

Till exempel har kombinationen av PCR/RFLP använts för att studera distributionen och polymorfismen av flagglinjen i isolerade OCH. coli från Nordamerika.

Referenser

1. Hajam, jag. TILL., Dar, s. TILL., Shahnawaz, jag., Jaume, J. C., Läs, j. H. 2017. Bakteriell flallin - ett kraftimmunmodulerande medel. Experimental and Molecular Medicine, 49, E373.
2. Kawamura-sato, k., Inuma och., Hasegawa, t., Horii, T., Yamashino, t., Ohta, m. 2000. Effekt av subinhibitorikoncentrationer av makrolider på uttryck av flamellin i Pseudomonas aeruginosa och Proteus Mirabilis. Antimikrobiella medel och kemoterapi, 44: 2869-2872.
3. Mizel, s. B., Bates, J. T. 2010. Flallin som attjuvans: cellulära mekanismer och potential. Journal of Immunology, 185, 5677-5682.
4. Prescott, L. M., Harley, J. P., Klain, s. D. 2002. Mikrobiologi. MC Graw-Hill, New York.
5. Schaechter, m. 2009. Skrivbordet Enyclopedia of Microbiology. Academic Press, San Diego.
6. Winstanley, c., Morgan, A. W. 1997. Bakteriell flamellingenen som biomarkör för detektion, population genetik och epidemiologisk analys. Mikrobiologi, 143, 3071-3084.