P фимбрии - P fimbriae

P фимбрии (также известные как пили, связанные с пиелонефритом) или P-пили или Pap - это сопровождающий тип фимбриальные придатки найдено на поверхности многих кишечная палочка бактерии.[1] P fimbriae считается одним из самых важных фактор вирулентности в уропатогенный Кишечная палочка и играет важную роль в верхних инфекция мочеиспускательного канала.[2] P fimbriae опосредуют прикрепление к клеткам-хозяевам, что является ключевым моментом в патогенезе инфекций мочевыводящих путей.

Структура и выражение

P-фимбрии - это большие линейные структуры, выступающие из поверхности бактериальной клетки. Пили длиной 1-2 мкм могут быть больше диаметра самих бактерий.[3] Основная часть фимбрий состоит из ок. 1000 копий белка основной фимбриальной субъединицы PapA, образующего спиральный стержень.[4] Короткий фимбриальный кончик состоит из субъединиц PapK, PapE, PapF и кончика адгезин PapG, который опосредует связывание.

Строение P-фимбрий

Фимбрии собираются с помощью системы шаперонов, а белки, необходимые для сборки, экспрессируются с помощью Pap оперон, который расположен на острова патогенности. Гены оперона Pap кодируют пять структурных белков (PapA, PapK, PapE, PapF и PapG), четыре белка, участвующие в транспорте и сборке (PapD, PapH, PapC, PapJ) и два белка (PapB, PapI), регулирующие оперон. выражение.[5][6]

Роль во время заражения

Прикрепление к уроэпителиальным клеткам хозяина является решающим шагом во время инфекции, что делает возможным уропатогенное Кишечная палочка колонизировать мочевыводящие пути и предотвращает удаление бактерий во время мочеиспускания. Связывание P-фимбрий с эпителиальными клетками опосредуется концевым адгезином PapG. Описаны четыре разных аллеля PapG, которые связываются с разными гликолипид структуры на клетках-хозяевах. Было показано, что у людей особенно клинически значимы варианты papGII и papGIII.

Вариант PapGII преимущественно связывается с глобозид (GbO4), в большом количестве обнаруженный на эпителиальных клетках почек человека. PapGII вызывает сильный воспалительный ответ, который приводит к повреждению тканей.[7]. Наиболее Кишечная палочка напряжения, вызывающие пиелонефрит, источник мочи бактериемия и уросепсис производить P pili с PapGII[8]. PapGIII связывается с Форссманн антиген (GbO5), а также изорецепторы, присутствующие в мочевыводящих путях человека. Кишечная палочка штаммы, несущие ген papGIII, связаны с инфекции нижних мочевых путей (цистит) и бессимптомная бактериурия. Адгезины PapGI предпочтительно связываются с глоботриаозилцерамид (GbO3), а изорецепторы PapGIV неизвестны. Кишечная палочка несущие гены PapGI и PapGIV редко встречаются в Кишечная палочка вызывая инфекции у людей.[2][3]

Частота (в%) вариантов papGII и papGIII в зависимости от клинического происхождения Кишечная палочка изолирует.[9][10][11][12][13][8]
фекальныйбессимптомная бактериурияциститпиелонефритуросепсис
papGII1520206070
papGIII1015202010

Рекомендации

  1. ^ Райс Дж. К., Пэн Т., Спенс Дж. С., Штаб-квартира Ван, Голдблюм Р. М., Кортези Б., Новицки Б. Дж. (Декабрь 2005 г.). «Пиелонефритная Escherichia coli, экспрессирующая P fimbriae, снижает иммунный ответ почек мыши». Журнал Американского общества нефрологов. 16 (12): 3583–91. Дои:10.1681 / ASN.2005030243. PMID  16236807.
  2. ^ а б Lane MC, Mobley HL (июль 2007 г.). «Роль P-фимбриально-опосредованной приверженности в пиелонефрите и персистенции уропатогенной Escherichia coli (UPEC) в почках млекопитающих». Kidney International. 72 (1): 19–25. Дои:10.1038 / sj.ki.5002230. PMID  17396114.
  3. ^ а б Вуллт Б., Бергстен Г., Самуэльссон М., Сванборг С. (июнь 2002 г.). «Роль P fimbriae в установлении Escherichia coli и воспалении слизистой оболочки мочевыводящих путей человека». Международный журнал противомикробных агентов. 19 (6): 522–38. Дои:10.1016 / S0924-8579 (02) 00103-6. PMID  12135844.
  4. ^ Hospenthal MK, Redzej A, Dodson K, Ukleja M, Frenz B, Rodrigues C и др. (Январь 2016 г.). "Структура пила шаперон-ашера раскрывает молекулярную основу раскручивания стержня". Клетка. 164 (1–2): 269–278. Дои:10.1016 / j.cell.2015.11.049. ЧВК  4715182. PMID  26724865.
  5. ^ Waksman G, Hultgren SJ (ноябрь 2009 г.). «Структурная биология шаперон-ашерного пути биогенеза пилуса». Обзоры природы. Микробиология. 7 (11): 765–74. Дои:10.1038 / nrmicro2220. ЧВК  3790644. PMID  19820722.
  6. ^ Лиллингтон Дж, Гейбель С., Ваксман Дж. (Сентябрь 2014 г.). «Биогенез и адгезия 1-го типа и пилей». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Общие предметы. 1840 (9): 2783–93. Дои:10.1016 / j.bbagen.2014.04.021. PMID  24797039.
  7. ^ Амбите I, Батлер Д.С., Сторк К., Грёнберг-Эрнандес Дж., Кёвес Б., Здзярски Дж. И др. (Июнь 2019). «Фимбрии репрограммируют экспрессию гена хозяина - Дивергентные эффекты фимбрий P и 1 типа». Патогены PLOS. 15 (6): e1007671. Дои:10.1371 / journal.ppat.1007671. ЧВК  6557620. PMID  31181116.
  8. ^ а б Biggel M, Xavier BB, Johnson JR, Nielsen KL, Frimodt-Møller N, Matheeussen V и др. (Ноябрь 2020 г.). «Горизонтально приобретенные острова патогенности, содержащие papGII, лежат в основе появления инвазивных уропатогенных клонов Escherichia coli». Nature Communications. 11 (1): 5968. Дои:10.1038 / s41467-020-19714-9. PMID  33235212. S2CID  227167609.
  9. ^ Джонсон-младший (сентябрь 1998 г.). «Аллели papG среди штаммов Escherichia coli, вызывающих уросепсис: ассоциации с другими бактериальными характеристиками и компромисс с хозяином». Инфекция и иммунитет. 66 (9): 4568–71. Дои:10.1128 / IAI.66.9.4568-4571.1998. ЧВК  108561. PMID  9712823.
  10. ^ Йохансон И.М., Плос К., Марклунд Б.И., Сванборг С. (август 1993 г.). «Последовательности ДНК Pap, papG и prsG в Escherichia coli из фекальной флоры и мочевыводящих путей». Микробный патогенез. 15 (2): 121–9. Дои:10.1006 / mpat.1993.1062. PMID  7902954.
  11. ^ Джонсон Дж. Р., Кусковски М. А., Гаевски А., Сото С., Хоркахада Дж. П., Хименес де Анта М. Т., Вила Дж. (Январь 2005 г.). «Генотипы с расширенной вирулентностью и филогенетический фон изолятов Escherichia coli от пациентов с циститом, пиелонефритом или простатитом». Журнал инфекционных болезней. 191 (1): 46–50. Дои:10.1086/426450. PMID  15593002.
  12. ^ Маббетт А.Н., Улетт Г.К., Уоттс Р.Э., Три Дж. Дж., Тоцика М., Онг К.Л. и др. (Январь 2009 г.). «Вирулентные свойства бессимптомной бактериурии Escherichia coli». Международный журнал медицинской микробиологии. 299 (1): 53–63. Дои:10.1016 / j.ijmm.2008.06.003. PMID  18706859.
  13. ^ Маррс С.Ф., Чжан Л., Фоксман Б. (ноябрь 2005 г.). «Инфекции мочевыводящих путей, опосредованные Escherichia coli: существуют ли различные патотипы уропатогенной E. coli (UPEC)?» (PDF). Письма о микробиологии FEMS. 252 (2): 183–90. Дои:10.1016 / j.femsle.2005.08.028. PMID  16165319.