El término pilin hace referencia a una clase de proteínas fibrosas que se encuentran en las estructuras de los pilus en las bacterias . Estas estructuras se pueden utilizar para el intercambio de material genético o como mecanismo de adhesión celular . Aunque no todas las bacterias tienen pili o fimbrias, los patógenos bacterianos suelen utilizar sus fimbrias para adherirse a las células huésped. En las bacterias gramnegativas , donde los pili son más comunes, las moléculas individuales de pilin están unidas por interacciones proteína-proteína no covalentes , mientras que las bacterias grampositivas suelen tener pilin LPXTG polimerizado . [1]
Las proteínas pilinas de tipo IV son proteínas α+β que se caracterizan por una hélice alfa N-terminal muy larga . El ensamblaje de estos pili depende de las interacciones entre las hélices N-terminales de los monómeros individuales. La estructura de pili secuestra las hélices en el centro de la fibra que recubre un poro central, mientras que las láminas beta antiparalelas ocupan el exterior de la fibra. [2]
La transformación genética es el proceso por el cual una célula bacteriana receptora toma ADN de una célula vecina e integra este ADN en el genoma del receptor por recombinación homóloga . En Neisseria meningitidis , la transformación del ADN requiere la presencia de secuencias cortas de captación de ADN (DUS) que son 9-10meros que residen en regiones codificantes del ADN donante. El reconocimiento específico de las DUS está mediado por una pilina tipo IV, ComP. [3] [4] Los pili menningocócicos tipo IV se unen al ADN a través de la pilina menor ComP mediante una franja electropositiva que se predice que estará expuesta en la superficie del filamento. ComP muestra una preferencia de unión exquisita por las DUS selectivas. La distribución de las DUS dentro del genoma de N. meningitidis favorece a ciertos genes, lo que sugiere que existe un sesgo por los genes involucrados en el mantenimiento y la reparación genómica. [5] [6]
La familia Cup es conocida por el uso de una chaperona y al menos un acomodador . Presentan un pliegue Ig. [7]
El dominio de la proteína de extensión N-terminal de la pilina Saf ayuda a la formación de los pili, a través de un mecanismo complejo llamado vía chaperona / usher . Se encuentra en todas las pilinas cu. [8]
Este dominio proteico es muy importante para estas bacterias, ya que sin la formación de pili, no podrían infectar al huésped. Saf es un operón de Salmonella que contiene un sistema de pili cu. [8]
Este dominio proteico tiene una función importante en la formación de pili, que son factores de virulencia cruciales para la adhesión celular al huésped y la formación de biopelículas con una infección exitosa. [9]
Este dominio proteico está formado por las cadenas Saf-Nte y Saf-pilin adyacentes del complejo formador de pilus . Son pili de chaperonas/acomodadoras (CU) y tienen una extensión N-terminal (Nte) de alrededor de 10-20 aminoácidos . Pili Saf de Salmonella, que son ensamblados por chaperonas FGl. La estructura se ha conservado bien, ya que contienen un conjunto de residuos hidrófobos alternados que forman una parte esencial de la interacción subunidad-subunidad. [10]
El mecanismo para la reacción de ensamblaje se denomina intercambio de cadena donante DSE, y el ensamblaje de Pilus en bacterias Gram negativas implica un mecanismo de intercambio de cadena donante entre los extremos C y N de este dominio. La subunidad C-terminal forma un pliegue de Ig incompleto que luego se complementa con el extremo N de 10-18 residuos de otra.
Las secuencias del extremo N contienen un motivo de residuos hidrofóbicos alternados que ocupan los bolsillos de unión P2 a P5 en el surco de la primera subunidad del pilus. [11]
La pilina LPXTG es común en cocos grampositivos . Su nombre se debe a un motivo C-terminal utilizado por la sortasa . [1] También existe una LPXTGasa .
Los pili LPXTG en bacterias Gram-positivas contienen enlaces isopeptídicos formados espontáneamente . Estos enlaces proporcionan una estabilidad mecánica [12] y proteolítica [13] mejorada a la proteína pilina. Recientemente, la proteína pilina de Streptococcus pyogenes se ha dividido en dos fragmentos para desarrollar una nueva herramienta molecular llamada isopeptag . [14] El isopeptag es un péptido corto que se puede unir a una proteína de interés y puede unirse a su pareja de unión a través de un enlace isopeptídico formado espontáneamente . Esta nueva etiqueta peptídica puede permitir a los científicos identificar y aislar sus proteínas de interés a través de un enlace covalente permanente .