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