stringtranslate.com

Pilín

Pilin se refiere a una clase de proteínas fibrosas que se encuentran en las estructuras del pilus de las bacterias . Estas estructuras pueden utilizarse 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 Gram negativas , donde los pili son más comunes, las moléculas de pilina individuales están unidas por interacciones proteína-proteína no covalentes , mientras que las bacterias Gram positivas a menudo tienen pilina LPXTG polimerizada . [1]

Pilín tipo IV

Las proteínas pilina tipo IV son proteínas α+β caracterizadas por una hélice alfa N-terminal muy larga . El ensamblaje de estos pili se basa en interacciones entre las hélices N-terminales de los monómeros individuales. La estructura del pilus 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]

Papel de la pilina ComP en la transformación bacteriana.

La transformación genética es el proceso mediante el cual una célula bacteriana receptora toma ADN de una célula vecina e integra este ADN en el genoma del receptor mediante recombinación homóloga . En Neisseria meningitidis , la transformación del ADN requiere la presencia de secuencias cortas de captación de ADN (DUS) que son de 9 a 10 meros que residen en regiones codificantes del ADN del donante. El reconocimiento específico de los DHE está mediado por una pilina de tipo IV, ComP. [3] [4] Los pili meningocócicos tipo IV se unen al ADN a través del pilin menor ComP a través de una franja electropositiva que se predice que estará expuesta en la superficie del filamento. ComP muestra una preferencia vinculante exquisita por los DUS selectivos. La distribución de DUS dentro del genoma de N. meningitidis favorece a ciertos genes, lo que sugiere que existe un sesgo hacia los genes implicados en el mantenimiento y la reparación genómica. [5] [6]

Pilin acompañante-acomodador

La familia Cup es conocida por el uso de un acompañante y al menos un acomodador . Presentan un pliegue Ig. [7]

Saf, extensión N-terminal

El dominio proteico de extensión N-terminal de Saf pilin ayuda a que se formen los pili, a través de un mecanismo complejo llamado vía chaperona / usher . Se encuentra en todos los cu pilins. [8]

Este dominio proteico es muy importante para este tipo de bacterias, ya que sin la formación de pili, no podrían infectar al huésped. Saf es un operón de Salmonella que contiene un sistema cu pilus. [8]

Función

Este dominio proteico tiene una función importante en la formación de pili. Estos son factores de virulencia cruciales para la adhesión celular al huésped y la formación de biopelículas con una infección exitosa. [9]

Estructura

Este dominio proteico consta de las cadenas adyacentes Saf-Nte y Saf-pilina del complejo formador de pilus . Son pili Chaperone/Usher (CU) y tienen una extensión N-terminal (Nte) de alrededor de 10 a 20 aminoácidos . Salmonella Saf pili, que son ensamblados por acompañantes de FGl. La estructura se ha conservado bien, ya que contienen un conjunto de residuos hidrofóbicos alternos que forman una parte esencial de la interacción subunidad-subunidad. [10]

Mecanismo

El mecanismo para la reacción de ensamblaje se denomina DSE de intercambio de cadena donante , cuyo 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 otro.

Las secuencias del extremo N contienen un motivo de residuos hidrofóbicos alternos que ocupan los bolsillos de unión de P2 a P5 en el surco de la primera subunidad del pilus. [11]

Pilón LPXTG

La pilina LPXTG es común en cocos grampositivos . Llevan el nombre de un motivo C-terminal utilizado por la sortasa . [1] También existe una LPXTGasa .

Desarrollo de herramientas moleculares.

LPXTG Pili en bacterias Gram positivas contienen enlaces isopeptídicos formados espontáneamente . Estos enlaces proporcionan una mayor estabilidad mecánica [12] y proteolítica [13] 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 isopéptido formado espontáneamente . Esta nueva etiqueta peptídica puede permitir a los científicos apuntar y aislar sus proteínas de interés a través de un enlace covalente permanente .

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Telford JL, Barocchi MA, Margarit I, Rappuoli R, Grandi G (2006). "Pili en patógenos grampositivos". Nat. Rev. Microbiol . 4 (7): 509–19. doi : 10.1038/nrmicro1443 . PMID  16778837. S2CID  6369483.
  2. ^ Bosque KT, Tainer JA (1997). "Estructura de pilus tipo 4: de afuera hacia adentro y de arriba hacia abajo: una minirevisión". Gen.192 (1): 165–9. doi :10.1016/s0378-1119(97)00008-5. PMID  9224887.
  3. ^ Berry JL, Cehovin A, McDowell MA, Lea SM, Pelicic V (2013). "Análisis funcional de la interdependencia entre la secuencia de captación de ADN y su receptor ComP afín durante la transformación natural en especies de Neisseria". PLOS Genet . 9 (12): e1004014. doi : 10.1371/journal.pgen.1004014 . PMC 3868556 . PMID  24385921. 
  4. ^ Cehovin A, Simpson PJ, McDowell MA, Brown DR, Noschese R, Pallett M, Brady J, Baldwin GS, Lea SM, Matthews SJ, Pelicic V (2013). "Reconocimiento específico de ADN mediado por una pilina tipo IV". Proc. Nacional. Acad. Ciencia. EE.UU . 110 (8): 3065–70. Código bibliográfico : 2013PNAS..110.3065C. doi : 10.1073/pnas.1218832110 . PMC 3581936 . PMID  23386723. 
  5. ^ Davidsen T, Rødland EA, Lagesen K, Seeberg E, Rognes T, Tønjum T (2004). "Distribución sesgada de secuencias de captación de ADN hacia genes de mantenimiento del genoma". Ácidos nucleicos Res . 32 (3): 1050–8. doi :10.1093/nar/gkh255. PMC 373393 . PMID  14960717. 
  6. ^ Caugant DA, Doncella MC (2009). "Portador y enfermedad meningocócica: biología y evolución de la población". Vacuna . 27 (Suplemento 2): B64–70. doi :10.1016/j.vaccine.2009.04.061. PMC 2719693 . PMID  19464092. 
  7. ^ Verger D, et al. (2007). "Estructura cristalina de la subunidad PapA de P-pilus rob". MÁS UNO . 3 (5): e73. doi : 10.1371/journal.ppat.0030073 . PMC 1868955 . PMID  17511517. 
  8. ^ ab Waksman, G; Hultgren, SJ (noviembre de 2009). "Biología estructural de la vía acompañante-usuario de la biogénesis del pilus". Reseñas de la naturaleza. Microbiología . 7 (11): 765–74. doi : 10.1038/nrmicro2220 . PMC 3790644 . PMID  19820722. 
  9. ^ Salih O, Remaut H, Waksman G, Orlova EV (mayo de 2008). "Análisis estructural del pilus Saf mediante microscopía electrónica y procesamiento de imágenes". Revista de biología molecular . 379 (1): 174–87. doi :10.1016/j.jmb.2008.03.056. PMID  18448124.
  10. ^ Waksman G, Hultgren SJ (noviembre de 2009). "Biología estructural de la vía acompañante-usuario de la biogénesis del pilus". Reseñas de la naturaleza. Microbiología . 7 (11): 765–74. doi :10.1038/nrmicro2220. PMC 3790644 . PMID  19820722. 
  11. ^ Remaut H, Rose RJ, Hannan TJ, Hultgren SJ, Radford SE, Ashcroft AE, Waksman G (junio de 2006). "El intercambio de cadena donante en el ensamblaje del pilus asistido por chaperonas se produce a través de un mecanismo concertado de desplazamiento de la cadena beta". Célula molecular . 22 (6): 831–42. doi : 10.1016/j.molcel.2006.05.033 . PMID  16793551.
  12. ^ Alegre-Cebollada J, Badilla CL, Fernández JM (2010). "Los enlaces isopeptídicos bloquean la extensión mecánica de los pili en Streptococcus pyogenes patógenos". J. Biol. química . 285 (15): 11235–11242. doi : 10.1074/jbc.M110.102962 . PMC 2857001 . PMID  20139067. 
  13. ^ Kang HJ, Coulibaly F, Clow F, Proft T, Baker EN (2007). "Enlaces isopeptídicos estabilizadores revelados en la estructura del pilus de bacterias grampositivas". Ciencia . 318 (5856): 1625–1628. Código Bib : 2007 Ciencia... 318.1625K. doi : 10.1126/ciencia.1145806. PMID  18063798. S2CID  5627277.
  14. ^ Zakeri B, Howarth M (2010). "Formación espontánea de enlaces amida intermoleculares entre cadenas laterales para la focalización irreversible de péptidos". Mermelada. Química. Soc . 132 (13): 4526–7. CiteSeerX 10.1.1.706.4839 . doi :10.1021/ja910795a. PMID  20235501. 
Este artículo incorpora texto del dominio público Pfam e InterPro : IPR018569

Otras lecturas