Flagelina -Struktur und Funktionen

Der Flagelina Es ist ein Protein des Filaments, eine Struktur, die Teil der Geißel der Bakterien ist. Die überwiegende Mehrheit der Bakterien hat nur eine Art von Geißel. Einige haben jedoch mehr als zwei.

Die molekulare Größe dieses Proteins variiert zwischen 30 kDa und 60 kDa. Zum Beispiel ist in Enterobakterien seine molekulare Größe groß, während es in bestimmten Süßakuícolas -Bakterien klein ist.

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

Flagelina ist ein Virulenzfaktor, der es der Adhäsion und Invasion ermöglicht, Zellen zu Wirt. Darüber hinaus ist es ein starker Aktivator vieler Arten von Zellen, die an der angeborenen und adaptiven Immunantwort beteiligt sind.

[TOC]

Flagelo- und Mobilitätsultrastruktur

Die Geißel ist an der Zelloberfläche verankert. Es besteht aus drei Teilen: 1) das Filament, das sich von der Oberfläche der Zelle erstreckt und eine hohle und starren zylindrischen Struktur ist; 2) der Basalkörper, der in die Wände von Wand und Zellmembran eingebettet ist und mehrere Ringe bildet; und 3) der Haken, eine gekrümmte kurze Struktur, die den Basalkörper zum Filament verbindet.

Der Basalkörper ist der komplexeste Teil der Geißel. In gram negativen Bakterien haben es vier Ringe, die mit einer zentralen Säule verbunden sind. In den positiven Grammen hat es zwei Ringe. Die Rotationsbewegung der Geißel tritt im Basalkörper auf.

Die Lage der Flagellen auf der Oberfläche der Bakterien variiert stark zwischen Organismen und kann: 1) Monric, mit nur einer Geißel; 2) polar mit zwei oder mehr; oder 3) Peritrico mit vielen Seitenflagellen. Es gibt auch Endoflagelos, wie in den Spirochetes, die sich im Lernraum befinden.

Helicobacter pylori Es ist sehr mobil, weil es sechs bis acht unipolare Geißel hat. Ein pH -Gradienten durch Schleim erlaubt es H. Pylori Orient und etablieren Sie in einem Gebiet neben Epithelzellen. Pseudomonas Es hat eine polare Geißel, die Chemiotaxis für Zucker aufweist und mit Virulenz verbunden ist.

Flageline -Struktur

Ein Merkmal der plattenden Proteinsequenz ist, dass seine N-terminalen und C-terminalen Regionen stark erhalten bleiben, während die zentrale Region zwischen Arten und Unterarten derselben Gattung sehr unterschiedlich ist. Diese Hypervariabilität ist für Hunderte von Serotypen von verantwortlich Salmonellen spp.

Kann Ihnen dienen: Serratia marcescens

Flagelina -Moleküle interagieren miteinander durch die terminalen Regionen und polymerisieren die Bildung eines Filaments. Darin befinden sich die Terminalregionen im Inneren der zylindrischen Struktur des Filaments, während der Zentral ausgesetzt ist.

Im Gegensatz zu Tubulinfilamenten, die in Abwesenheit von Salzen depolimerisiert sind, sind Bakterien in Wasser sehr stabil. Ungefähr 20.000 Tubulin -Untereinheiten bilden ein Filament.

Im Filament von H. Pylori Und Pseudomonas aeruginosa Zwei Arten von Geißel und Flab werden polymerisiert, kodiert vom Flic -Gen. Flaa sind heterogen und sind in mehrere Untergruppen unterteilt, wobei molekulare Massen zwischen 45 und 52 kDa variieren. Flab ist homogen mit einer molekularen Masse von 53 kDa.

Häufig sind Flagelin -Lysinreste methyliert. Darüber hinaus gibt es andere Modifikationen wie Flaa -Glysilation und Phosphorylierung von Flab -Tyrosin -Abfällen, deren Funktionen jeweils Virulenz- und Exportsignal sind.

Flagmy -Filamentwachstum in Bakterien

Die Geißel von Bakterien kann experimentell erlebt werden, um seine Regeneration zu untersuchen. Flagelina -Untereinheiten werden durch die innere Region dieser Struktur transportiert. Wenn sie das Ende erreichen, werden die Untereinheiten mit Hilfe eines Proteins („Cap -Protein“) namens HAP2 oder Floid spontan addieren.

Die Synthese des Filaments findet durch seine eigene Versammlung statt; Das heißt, die Polymerisation der Geißel erfordert keine Enzyme oder Faktoren.

Die Informationen für die Montage des Filaments finden Sie in der Untereinheit selbst. So bilden Flagelina -Untereinheiten, die elf Protofilamente bilden, die eine vollständige bilden.

Flagelina -Synthese von P. aeruginosa Und Proteus mirabilis Es wird durch Antibiotika wie Erythromycin, Clarithromycin und Azithromycin gehemmt.

Flagelina als Aktivator des Immunsystems

Die ersten Studien zeigten, dass die Geißel bei subnomolaren Konzentrationen aus Salmonellen, Es ist ein starker Zytokin -Induktor in einer Promrocital -Zelllinie.

Kann Ihnen dienen: Zoosporen

Anschließend wurde gezeigt, dass die Induktion der proinflammatorischen Reaktion eine Wechselwirkung zwischen der Geißel und den Oberflächenrezeptoren der angeborenen Immunsystemzellen impliziert.

Die Oberflächenrezeptoren, die mit Flagelin interagieren. Anschließend zeigten Studien mit rekombinanter Geißel, dass, wenn es die hypervariable Region fehlte, keine Immunantwort induzieren konnte.

TLR5 sind in Zellen des Immunsystems wie Lymphozyten, Neutrophilen, Monozyten, Makrophagen, dendritischen Zellen, Epithelzellen und lymphatischen Knötchen vorhanden. Im Darm reguliert TLR5 die Zusammensetzung der Mikrobiota.

Gramnegative Bakterien verwenden typischerweise das Sekretionssystem vom Typ III, um die Geißel in das Zytoplasma der Wirtszelle zu übersetzen, das eine Reihe von intrazellulären Ereignissen auslöst. Somit wird die Flagine in der intrazellulären Umgebung durch Proteine ​​der NAIP -Familie (ein Inhibitor der Apoptose/NLR -Familie) erkannt.

Anschließend interagiert der Flagelina-Naip5/6-Komplex mit dem Empfänger des NOD-Typs, der die Reaktion des Wirts auf Infektionen und Schäden erzeugt.

Flagelina und Pflanzen

Pflanzen erkennen dieses Protein durch Weise Sensing 2 der Geißel (FLS2). Letzteres ist ein Kinase -Rezeptor in Leucin -Wiederholungen und ein Gegenstück von TLR5. FLS “interagiert mit der N-terminalen Region von La Flagelina.

Die Vereinigung von Flagelin zu FLS2 erzeugt die Phosphorylierung der Kinase -Kinase -Straße, die mit der Synthese von Proteinen kulminiert.

In einigen Solanáceas -Pflanzen kann sich die Geißel auch dem FLS3 -Rezeptor anschließen. Auf diese Weise sind diese vor Krankheitserregern geschützt, die der durch FLS2 vermittelten Verteidigung ausweichen.

Flagelina als adjuvant

Ein Adjuvans ist ein Material, das die Zelle oder die humorale Reaktion auf ein Antigen erhöht. Da viele Impfstoffe eine schlechte Immunantwort hervorrufen.

Kann Ihnen dienen: Heterotrophe Bakterien: Eigenschaften und Beispiele für Arten

Zahlreiche Studien zeigten die Wirksamkeit der Geißel als Adjuvans. Diese Untersuchungen bestanden aus der Verwendung rekombinantes Flagelin in Impfstoffen, die durch Tiermodelle bewertet wurden. Dieses Protein wird jedoch in der Phase I der klinischen Studien immer noch überwunden.

Unter den untersuchten rekombinanten Flagelinas sind: Flagelina-Epitop 1 des Hämatoglutinin des Influenzavirus; Flagelina-Epitop Schistosoma Mansoni; Flageline-stabile Wärme zur Wärme UND. coli; Flagelina -Proteína 1 der Oberfläche von Plasmodium; und Flagelina-Protein der Nil-Virus-Wickel unter anderen Rekombinanten.

Es gibt einige Vorteile der Verwendung von Flagelin als Adjuvans bei Impfstoffen für menschliche Gebrauchs. Diese Vorteile sind wie folgt:

1) Es ist bei sehr niedrigen Dosen wirksam.

2) Sie stimulieren die IGE -Antwort nicht.

3) Sie können die Sequenz eines anderen Adjuvans, Ag, in die Scheißsequenz einfügen, ohne das Flageline -Signal über TLR5 zu beeinflussen.

Andere Verwendungen von Flagelin

Da die Flagelin -Gene große Variationen aufweisen, können sie verwendet werden, um spezifische Erkennungen durchzuführen oder die Identifizierung von Arten oder Stämmen zu erreichen.

Beispielsweise wurde die Kombination von PCR/RFLP verwendet, um die Verteilung und das Polymorphismus von Flageline -Genen in isoliertem Bereich zu untersuchen UND. coli aus Nordamerika.

Verweise

1. Hajam, ich. ZU., Dar, p. ZU., Shahnawaz, ich., Jaume, J. C., Lesen Sie, j. H. 2017. Bakterielles Flallin - ein immunmodulatorisches Mittel mit Kraft. Experimentelle und molekulare Medizin, 49, E373.
2. Kawamura-Sato, k., Inuma und., Hasegawa, t., Horii, t., Yamashino, t., Ohta, m. 2000. Wirkung von Subinhibitor -Konzentrationen von Makroliden auf die Expression von Flamellin in Pseudomonas aeruginosa Und Proteus mirabilis. Antimikrobielle Mittel und Chemotherapie, 44: 2869-2872.
3. Mizel, s. B., Bates, j. T. 2010. Flallin als Attjuvant: zelluläre Mechanismen und Potenzial. Journal of Immunology, 185, 5677-5682.
4. Prescott, l. M., Harley, J. P., Klain, s. D. 2002. Mikrobiologie. MC Graw-Hill, New York.
5. Schaechter, m. 2009. Der Schreibtisch Enyclopedia der Mikrobiologie. Akademische Presse, San Diego.
6. Winstanley, c., Morgan, a. W. 1997. Das bakterielle Flamellin -Gen als Biomarker zum Nachweis, die Populationsgenetik und die epidemiologische Analyse. Mikrobiologie, 143, 3071-3084.