Скользящая моторика - Gliding motility - Wikipedia

Типы скользящей подвижности бактерий а) Пили типа IV: клетка прикрепляет свои пили к поверхности или объекту в направлении своего движения. Затем белки в пили разрушаются, чтобы уменьшить пили, подтягивая клетку ближе к поверхности или объекту, к которому она была прикреплена.[1] б) Мембранные белки специфической подвижности: трансмембранные белки прикрепляются к поверхности хозяина. Этот адгезионный комплекс может быть специфическим для определенного типа поверхности, например определенного типа клеток, или универсальным для любой твердой поверхности. Моторные белки, прикрепленные к внутренней мембране, заставляют двигаться внутренние клеточные структуры по отношению к трансмембранным белкам, создавая сетевое движение.[2] Этим движет протонная движущая сила.[3] Участвующие белки различаются между видами. Примером бактерии, использующей этот механизм, может быть: Флавобактерии. Этот механизм все еще изучается и не совсем понятен.[4] c) Струя полисахарида: клетка выпускает «струю» полисахаридного материала позади себя, продвигая ее вперед. Этот полисахаридный материал остался позади.[5]

Скользящая моторика это тип транслокации, используемый микроорганизмы который не зависит от движущих структур, таких как жгутики, пили, и фимбрии.[6] Скольжение позволяет микроорганизмам перемещаться по поверхности пленок с низким содержанием влаги. Механизмы этой моторики известны лишь частично.

Подергивание моторики также позволяет микроорганизмам перемещаться по поверхности, но этот тип движения является резким и требует пили как средство передвижения. Бактериальное скольжение - это тип скользящей подвижности, который также может использовать пили для движения.

Скорость скольжения у разных организмов разная, и изменение направления, по-видимому, регулируется какими-то внутренними часами.[7] Например, апикомплекс могут перемещаться с высокой скоростью от 1 до 10 мкм / с. В отличие Myxococcus xanthus бактерии скользят со скоростью 5 мкм / мин.[8][9]

Клеточная инвазия и скользящая подвижность имеют TRAP (тромбоспондин -зависимый анонимный белок), поверхностный белок, в качестве общей молекулярной основы, которая важна как для инфекции, так и для передвижения инвазивного апикомплексного паразита.[10] Микронемы секреторные органеллы на апикальной поверхности апикомплексанов, используемые для скольжения подвижности.

Типы моторики

Бактериальное скольжение это процесс подвижности, посредством которого бактерия может двигаться своим ходом. Обычно происходит процесс, при котором бактерия движется по поверхности в общем направлении ее длинной оси.[11] Скольжение может происходить посредством совершенно разных механизмов, в зависимости от типа бактерии. Этот тип движения наблюдается у филогенетически разнообразных бактерий.[12] Такие как цианобактерии, миксобактерии, цитофага, флавобактерии, и микоплазма.

Бактерии перемещаются в ответ на меняющийся климат, содержание воды, присутствие других организмов и твердость поверхностей или сред. Скольжение наблюдается у самых разных типов, и, хотя механизмы могут различаться у разных бактерий, в настоящее время понятно, что оно происходит в средах с общими характеристиками, такими как твердость и маловодье, что позволяет бактериям сохранять подвижность. в его окрестностях. К таким средам с низким содержанием воды относятся: биопленки, почва или же почвенная крошка в пахота, и микробные маты.[11]

Цель

Скольжение как форма подвижности, по-видимому, позволяет взаимодействовать между бактериями, патогенез, и повышенное социальное поведение. Это может сыграть важную роль в биопленка образование, бактериальный вирулентность, и химиочувствительность.[13]

Ройная подвижность

Ройная подвижность происходит на более мягких полутвердых и твердых поверхностях (что обычно связано с движением бактериальной популяции скоординированным образом через проверка кворума, используя жгутики для их продвижения), или подергивание моторики[12] на твердых поверхностях (что включает в себя выдвижение и втягивание пили IV типа чтобы протащить бактерию вперед).[14]

Предлагаемые механизмы

Механизм скольжения может отличаться у разных видов. Примеры таких механизмов включают:

  • Моторные белки находящиеся во внутренней мембране бактерий, используют протонпроводящий канал для передачи механической силы на поверхность клетки.[6] Движение цитоскелетные нити заставляет механическую силу, которая распространяется на адгезионные комплексы на субстрате, перемещает клетку вперед.[15] Было обнаружено, что моторные и регуляторные белки, которые преобразуют внутриклеточное движение в механические силы, такие как сила тяги, являются консервативным классом внутриклеточных моторов у бактерий, которые были адаптированы для обеспечения подвижности клеток.[15]
  • А-моторика (авантюрная моторика)[11][13][16] в качестве предлагаемого типа скользящей подвижности, включающей временные адгезионные комплексы, прикрепленные к субстрату, когда организм движется вперед.[13] Например, в Myxococcus xanthus,[11][12][13][17] социальная бактерия.
  • Выброс или секреция полисахарид слизь из сопел на обоих концах корпуса ячейки.[18]
  • Энергетические нано-машины или большие макромолекулярные сборки, расположенные на теле клетки бактерии.[15]
  • "Очаговая адгезия комплексы »и« беговая дорожка »поверхностных адгезинов, распределенных по телу клетки.[13][7]
  • Скользящая подвижность Flavobacterium johnsoniae использует спиральную дорожку, внешне похожую на М. xanthus, но через другой механизм. Здесь адгезин SprB перемещается по поверхности клетки (по спирали от полюса к полюсу), таща бактерии в 25 раз быстрее, чем М. xanthus.[19] Flavobacterium johnsoniae перемещаются посредством винтового механизма и приводятся в действие движущей силой протонов.[20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Стром, M S; Лори, S (1993-10-01). «Структура-функция и биогенез пили типа IV». Ежегодный обзор микробиологии. 47 (1): 565–596. Дои:10.1146 / annurev.mi.47.100193.003025. ISSN  0066-4227. PMID  7903032.
  2. ^ Макбрайд, Марк Дж. (2001-10-01). "Бактериальная скользящая подвижность: множественные механизмы движения клеток по поверхности". Ежегодный обзор микробиологии. 55 (1): 49–75. Дои:10.1146 / annurev.micro.55.1.49. ISSN  0066-4227. PMID  11544349.
  3. ^ Dzink-Fox, J. L .; Leadbetter, E. R .; Годшо, В. (декабрь 1997 г.). «Ацетат действует как протонофор и по-разному влияет на движение шариков и миграцию клеток скользящей бактерии Cytophaga johnsonae (Flavobacterium johnsoniae)». Микробиология. 143 (12): 3693–3701. Дои:10.1099/00221287-143-12-3693. ISSN  1350-0872. PMID  9421895.
  4. ^ Браун, Тимоти Ф .; Khubbar, Manjeet K .; Saffarini, Daad A .; Макбрайд, Марк Дж. (Сентябрь 2005 г.). «Гены скользящей подвижности Flavobacterium johnsoniae, идентифицированные морским мутагенезом». Журнал бактериологии. 187 (20): 6943–6952. Дои:10.1128 / JB.187.20.6943-6952.2005. ISSN  0021-9193. ЧВК  1251627. PMID  16199564.
  5. ^ Hoiczyk, E .; Баумейстер, В. (1998-10-22). «Комплекс соединительной поры, органелла прокариотической секреции, является молекулярным двигателем, лежащим в основе скользящей подвижности цианобактерий». Текущая биология. 8 (21): 1161–1168. Дои:10.1016 / s0960-9822 (07) 00487-3. ISSN  0960-9822. PMID  9799733.
  6. ^ а б Нан, Бейян (февраль 2017 г.). "Бактериальная скользящая подвижность: развертывание модели консенсуса". Текущая биология. 27 (4): R154 – R156. Дои:10.1016 / j.cub.2016.12.035. PMID  28222296.
  7. ^ а б Нан, Бейян; Макбрайд, Марк Дж .; Чен, Цзин; Зусман, Дэвид Р .; Остер, Джордж (февраль 2014 г.). "Бактерии, скользящие по спиральным следам". Текущая биология. 24 (4): 169–174. Дои:10.1016 / j.cub.2013.12.034. ЧВК  3964879. PMID  24556443.
  8. ^ Сибли, Л. Дэвид; Хоканссон, Себастьян; Каррутерс, Верн Б. (1 января 1998 г.). «Скользящая подвижность: эффективный механизм проникновения клеток». Текущая биология. 8 (1): R12 – R14. Дои:10.1016 / S0960-9822 (98) 70008-9. PMID  9427622.
  9. ^ Сибли, LDI (октябрь 2010 г.). «Как апикомплексные паразиты проникают в клетки и выходят из них». Curr Opin Biotechnol. 21 (5): 592–8. Дои:10.1016 / j.copbio.2010.05.009. ЧВК  2947570. PMID  20580218.
  10. ^ Султан Али А; Тати, Вандана; Фреверт, Юте; Робсон, Кэтрин Дж. Х .; Крисанти, Андреа; Нуссенцвейг, Виктор; Nussenzweig, Ruth S; Менар, Роберт (1997). «Ловушка необходима для скользящей подвижности и инфекционности спорозоитов плазмодия». Клетка. 90 (3): 511–522. Дои:10.1016 / s0092-8674 (00) 80511-5.
  11. ^ а б c d Спорман, Альфред М. (сентябрь 1999 г.). «Скольжение подвижности бактерий: выводы из исследований Myxococcus xanthus». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии. 63 (3): 621–641. Дои:10.1128 / mmbr.63.3.621-641.1999. ISSN  1092-2172. ЧВК  103748. PMID  10477310.
  12. ^ а б c Макбрайд, М. (2001). «Бактериальная скользящая подвижность: множественные механизмы движения клеток по поверхности». Ежегодный обзор микробиологии. 55: 49–75. Дои:10.1146 / annurev.micro.55.1.49. PMID  11544349.
  13. ^ а б c d е Mignot, T .; Shaevitz, J .; Hartzell, P .; Зусман, Д. (2007). «Доказательства того, что фокальные адгезионные комплексы способствуют скольжению бактерий». Наука. 315 (5813): 853–856. Bibcode:2007Научный ... 315..853М. Дои:10.1126 / science.1137223. ЧВК  4095873. PMID  17289998.
  14. ^ Нан, Бейян; Зусман, Дэвид Р. (июль 2016 г.). «Новые механизмы движущей силы бактерий». Молекулярная микробиология. 101 (2): 186–193. Дои:10,1111 / мми.13389. ISSN  1365-2958. ЧВК  5008027. PMID  27028358.
  15. ^ а б c Вс, Минчжай; Wartel, Morgane; Cascales, Эрик; Шаевиц, Джошуа В .; Миньо, Там (2011-05-03). «Моторный внутриклеточный транспорт способствует скольжению бактерий». Труды Национальной академии наук. 108 (18): 7559–7564. Дои:10.1073 / pnas.1101101108. ISSN  0027-8424. ЧВК  3088616. PMID  21482768.
  16. ^ Слюсаренко, О .; Зусман, Д. Р .; Остер, Г. (17 августа 2007 г.). «Двигатели, обеспечивающие подвижность Myxococcus xanthus, распределяются по телу клетки». Журнал бактериологии. 189 (21): 7920–7921. Дои:10.1128 / JB.00923-07. ЧВК  2168729. PMID  17704221.
  17. ^ Лучано, Дженнифер; Агреби, Рым; Галл, Анн Валери Ле; Wartel, Morgane; Фигна, Франческа; Дюкре, Адриан; Брошье-Армане, Селин; Миньо, Там (2011-09-08). «Появление и модульная эволюция нового механизма передвижения бактерий». PLOS Genetics. 7 (9): e1002268. Дои:10.1371 / journal.pgen.1002268. ISSN  1553-7404. ЧВК  3169522. PMID  21931562.
  18. ^ Мерали, Зея (3 апреля 2006 г.), «Бактерии используют струи слизи для передвижения», Новый ученый, получено 17 января 2010
  19. ^ Нан, Бейян (2015). «Бактерии, скользящие по спиралевидным следам». Curr Biol. 24 (4): R169–173. Дои:10.1016 / j.cub.2013.12.034. ЧВК  3964879. PMID  24556443.
  20. ^ Шривастава, Абхишек (2016). «Винтовое движение скользящей бактерии обеспечивается за счет спирального движения адгезинов на клеточной поверхности». Биофиз. J. 111 (5): 1008–13. Дои:10.1016 / j.bpj.2016.07.043. ЧВК  5018149. PMID  27602728.