Войти
Бактериальные эффекторы представляют собой белки, секретируемые патогенными бактериями в клетки своего хозяина, обычно с использованием системы секреции типа 3 (TTSS / T3SS), система секреции типа 4 (TFSS / T4SS) или система секреции типа VI (T6SS). Некоторые бактерии вводят в клетки своего хозяина лишь несколько эффекторов, в то время как другие могут вводить десятки или даже сотни. Эффекторные белки могут обладать множеством различных активностей, но обычно помогают патогену проникать в ткань хозяина, подавлять его иммунную систему или иным образом помогают патогену выжить. Эффекторные белки обычно имеют решающее значение для вирулентности. Например, в возбудителе чумы (Yersinia pestis ) потеря T3SS достаточна для того, чтобы бактерии стали полностью авирулентными, даже если они непосредственно попадают в кровоток. Грамотрицательные микробы также подозреваются в развертывании бактериальных пузырьков внешней мембраны для транслокации эффекторных белков и факторов вирулентности посредством транспортировки мембранных пузырьков секреторный путь, чтобы изменить их среду или атаковать / вторгнуться в клетки-мишени, например, на интерфейсе хозяин-патоген.
Известно, что многие патогенные бактерии секретируют эффекторы, но для большинства видов точное количество неизвестно. После того, как геном патогена секвенирован, эффекторы могут быть предсказаны на основе сходства белковых последовательностей, но такие предсказания не всегда точны. Что еще более важно, трудно экспериментально доказать, что предсказанный эффектор действительно секретируется в клетку-хозяин, потому что количество каждого эффекторного белка очень мало. Например, Tobe et al. (2006) предсказали более 60 эффекторов для патогенных E. coli, но только для 39 смогли показать, что они секретируются человеческими клетками Caco-2. Наконец, даже в пределах одного и того же вида бактерий разные штаммы часто имеют разный репертуар эффекторов. Например, патоген растений Pseudomonas syringae имеет 14 эффекторов в одном штамме, но более 150 было обнаружено во многих различных штаммах.
| Виды | количество эффекторов | ссылка |
| Хламидии (несколько видов) | 16+ | |
| E. coli EHEC (O157: H7) | 40-60 | |
| E. coli (EPEC ) | >20 | |
| Legionella pneumophila | >330 (T4SS) | |
| Pseudomonas aeruginosa | 4 | |
| Pseudomonas syringae | 14 (>150 в нескольких штаммах) | |
| Salmonella enterica | 60+ | |
| Yersinia (несколько видов) | 14 |
Учитывая разнообразие эффекторов, они влияют на широкий спектр внутриклеточных процессов. Эффекторы T3SS патогенные E. coli, Shigella, Salmonella и Yersinia регулируют динамику актина для облегчения их собственного прикрепления или инвазии, подрывают эндоцитозный трафик, блокируют фагоцитоз, модулируют пути апоптоза и манипулируют врожденным иммунитетом, а также реакциями хозяина.
Фагоцитоз . Фагоциты - это иммунные клетки, которые могут распознавать и «поедать» бактерии. Фагоциты распознают бактерии напрямую [например, через так называемый рецептор скавенджера A, который распознает бактериальный липополисахарид (LPS)] или косвенно через антитела (IgG) и белки комплемента (C 3bi), которые покрывают бактерии и распознаются рецепторами Fcγ и интегрином αmβ2(рецептор комплемента 3). Например, внутриклеточные сальмонеллы и шигеллы избегают фагоцитарного уничтожения за счет манипулирования эндолизосомным переносом (см. Там). Yersinia преимущественно выживает внеклеточно, используя транслокацию эффекторов для ингибирования перестройки цитоскелета и, следовательно, фагоцитоза. EPEC / EHEC ингибируют как трансцитоз через М-клетки, так и интернализацию фагоцитами. Yersinia подавляет фагоцитоз за счет согласованных действий нескольких эффекторных белков, включая YopE, который действует как RhoGAP и ингибирует Rac-зависимую полимеризацию актина.
Эндоцитарная торговля . Несколько бактерий, включая Salmonella и Shigella, проникают в клетку и выживают внутриклеточно, манипулируя эндоцитарным путем. После интернализации клетками-хозяевами сальмонелла нарушает путь переноса эндолизосом, создавая сальмонеллу-содержащую вакуоль (SCV), которая необходима для ее внутриклеточного выживания. По мере созревания SCVs перемещаются в центр организации микротрубочек (MTOC), перинуклеарную область, прилегающую к Golgi, где они продуцируют индуцированные сальмонеллами филаменты (Sifs), зависящие от эффекторов T3SS SseF и SseG. Напротив, интернализованная шигелла избегает системы эндолизосом, быстро лизируя свою вакуоль за счет действия эффекторов T3SS IpaB и C, хотя детали этого процесса плохо изучены.
Секреторный путь . Некоторые патогены, такие как EPEC / EHEC, нарушают секреторный путь. Например, их эффекторный EspG может снижать секрецию интерлейкина-8 (IL-8) и, таким образом, влиять на иммунную систему (иммуномодуляция ). EspG действует как белок, активирующий Rab GTPase (Rab-GAP), улавливая Rab-GTPases в их неактивной связанной форме GDP и уменьшая транспорт ER-Golgi (IL-8 и других белков).
Апоптоз (запрограммированная гибель клеток). Апоптоз обычно является механизмом защиты от инфекции, учитывая, что апоптозные клетки в конечном итоге привлекают иммунные клетки, чтобы удалить их и патоген. Многие патогенные бактерии разработали механизмы предотвращения апоптоза, не в последнюю очередь для поддержания окружающей среды их хозяина. Например, эффекторы EPEC / EHEC NleH и NleF блокируют апоптоз. Точно так же эффекторы Shigella IpgD и OspG (гомолог NleH) блокируют апоптоз, первый за счет фосфорилирования и стабилизации белка двойной минуты 2 (MDM2 ), что, в свою очередь, приводит к блокированию индуцированного NF-kB апоптоз. Salmonella подавляет апоптоз и активирует сигналы, способствующие выживанию, в зависимости от эффекторов AvrA и SopB соответственно.
Индукция гибели клеток. В отличие от ингибирования апоптоза, некоторые эффекторы, по-видимому, вызывают запрограммированную гибель клеток. Например, эффекторы EHEC EspF, EspH и Cif вызывают апоптоз.
Воспалительный ответ . Клетки человека имеют рецепторы, распознающие молекулярные паттерны, связанные с патогенами (PAMP). Когда бактерии связываются с этими рецепторами, они активируют сигнальные каскады, такие как NF-kB и пути MAPK. Это приводит к экспрессии цитокинов, иммуномодулирующих агентов, таких как интерлейкины и интерфероны, которые регулируют иммунный ответ на инфекцию и воспаление. Некоторые бактериальные эффекторы влияют на передачу сигналов NF-kB. Например, эффекторы EPEC / EHEC NleE, NleB, NleC, NleH и Tir являются эффекторами, подавляющими иммунитет, которые нацелены на белки в сигнальном пути NF-kB. Было показано, что NleC расщепляет субъединицу p65 NF-kB (RelA), блокируя выработку IL-8 после инфекции. NleH1, но не NleH2, блокирует транслокацию NF-kB в ядро. Эффекторный белок Tir подавляет выработку цитокинов. Аналогичным образом, YopE, YopP и YopJ (в Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis и Yersinia pseudotuberculosis соответственно) нацелены на путь NF-kB. YopE ингибирует активацию NF-kB, что частично предотвращает выработку IL-8. Членами семейства YopJ являются ацетилтрансферазы, которые модифицируют остатки лизина, серина или треонина с помощью ацетильной группы, что приводит к агрегации белка, блокированию фосфорилирования или ингибированию связывания АТФ. У растений этот вид ацетилирования белков может быть устранен за счет активности семейства деацетилаз SOBER1 / TIPSY1.
