stringtranslate.com

Flagelina

Las flagelinas son una familia de proteínas presentes en las bacterias flageladas [1] que se organizan en un cilindro hueco para formar el filamento de un flagelo bacteriano . La flagelina tiene una masa media de unos 40.000 daltons . [2] [3] Las flagelinas son el componente principal de los flagelos bacterianos que tienen un papel crucial en la motilidad bacteriana .

El gen que codifica la flagelina tiene un nombre diferente en diferentes especies bacterianas, como flaA ( Helicobacter pylori por ejemplo), fliC , fljB . [4] [1]

Estructura

Micrografía electrónica de Helicobacter pylori que muestra múltiples flagelos en la superficie celular.

La estructura de la flagelina es responsable de la forma helicoidal del filamento flagelar, que es importante para su correcto funcionamiento. [4] Se transporta a través del centro del filamento hasta la punta, donde se polimerasa espontáneamente en una parte del filamento. En E. coli, se desdobla por la chaperona de secreción flagelar FliS ( P26608 ) durante el transporte. [5] El filamento está formado por once "protofilamentos" más pequeños, nueve de los cuales contienen flagelina en forma de tipo L y los otros dos en forma de tipo R. [6]

Los extremos N y C helicoidales de la flagelina forman el núcleo interno de la proteína flagelina y son responsables de su capacidad de polimerizarse en filamentos. Los residuos intermedios forman la superficie externa del filamento flagelar. Si bien los extremos de la proteína son bastante similares entre todas las flagelinas bacterianas, la porción media es muy variable y puede estar ausente en algunas especies. Los dominios de la flagelina están numerados desde el núcleo helicoidal (D0/D1) hacia el exterior (D2, ...); cuando se observa desde la secuencia de aminoácidos, D0/D1 aparece en los dos extremos. Las proteínas estructurales similares a la flagelina se encuentran en otras partes del flagelo, como el gancho (flgE; P75937 ), la varilla en la base y la tapa en la parte superior. [7]

La parte media de   la flagelina de E. coli (y relacionadas), D3, muestra un pliegue beta-folium y parece mantener la estabilidad flagelar. [8]

Respuesta inmune

En los mamíferos

Los mamíferos suelen tener respuestas inmunitarias adquiridas ( respuestas de células T y de anticuerpos ) [9] a las bacterias flageladas, que se producen con frecuencia ante los antígenos flagelares. También se ha demostrado que la flagelina interactúa directamente con TLR5 en las células T [10] y TLR11 . [11] Algunas bacterias pueden cambiar entre múltiples genes de flagelina para evadir esta respuesta.

Las flagelinas contienen un epítopo del receptor tipo Toll 5 (TLR5), una región reconocida por el receptor inmunitario TLR5. Existen variaciones en la fuerza de unión de la flagelina y su capacidad para activar el TLR5. Las flagelinas se pueden clasificar en tres grupos según estas características: flagelinas silenciosas, evasoras y estimuladoras. Las flagelinas silenciosas se unen al TLR5 pero no inducen la señalización. Las evasoras son incapaces de unirse y, en consecuencia, no desencadenan la activación del TLR5. Las estimuladoras muestran capacidades de unión variables al TLR5 pero poseen la capacidad de activar el TLR5. [12]

La propensión de la respuesta inmune a la flagelina puede explicarse por dos hechos:

En las plantas

Además, se sabe que una secuencia de 22 aminoácidos (flg22) de la parte N-terminal conservada de la flagelina activa los mecanismos de defensa de las plantas. [14] La percepción de la flagelina en Arabidopsis thaliana funciona a través de la quinasa similar al receptor FLS2 (FLAGELLIN SENSING 2). [15] Tras la detección de flg22, FLS2 se une rápidamente a BAK1 (quinasa asociada a BRI1 1) para iniciar la señalización mediante la transfosforilación recíproca de sus dominios de quinasa. [16] Tanto la flagelina como la UV-C actúan de forma similar para aumentar la recombinación homóloga , como demostraron Molinier et al 2006. Más allá de este efecto somático , descubrieron que esto se extendía a las generaciones posteriores de la planta . [17] Las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK) actúan como compuestos de señalización descendentes, lo que conduce en última instancia a una inmunidad activada por PAMP en la que más de 900 genes se regulan positiva o negativamente tras el tratamiento con flg22. [ cita requerida ]

La preestimulación con un péptido flg22 sintético provocó una mayor resistencia contra los invasores bacterianos. [18]

Referencias

  1. ^ ab "Familia de flagelinas bacterianas". www.uniprot.org .
  2. ^ "Navegador MeSH". meshb.nlm.nih.gov . Consultado el 29 de febrero de 2024 .
  3. ^ Nedeljković M, Sastre DE, Sundberg EJ (julio de 2021). "Filamento flagelar bacteriano: una nanoestructura multifuncional supramolecular". Int J Mol Sci . 22 (14): 7521. doi : 10.3390/ijms22147521 . PMC 8306008 . PMID  34299141. 
  4. ^ ab Steiner TS (febrero de 2007). "Cómo la flagelina y el receptor tipo toll 5 contribuyen a la infección entérica". Infección e inmunidad . 75 (2): 545–52. doi :10.1128/IAI.01506-06. PMC 1828527 . PMID  17118981. 
  5. ^ Vonderviszt F, Keiichi N (2013). Estructura, función y ensamblaje de proteínas axiales flagelares. Austin, TX: Base de datos de biociencias Madame Curie.
  6. ^ Maki-Yonekura S, Yonekura K, Namba K (abril de 2010). "Cambio conformacional de la flagelina para el superenrollamiento polimórfico del filamento flagelar". Nature Structural & Molecular Biology . 17 (4): 417–22. doi :10.1038/nsmb.1774. PMID  20228803. S2CID  31915502.
  7. ^ Imada K (abril de 2018). "Estructura axial flagelar bacteriana y su construcción". Biophysical Reviews . 10 (2): 559–570. doi :10.1007/s12551-017-0378-z. PMC 5899737 . PMID  29235079. 
  8. ^ Samatey FA, ​​Imada K, Nagashima S, Vonderviszt F, Kumasaka T, Yamamoto M, Namba K (marzo de 2001). "Estructura del protofilamento flagelar bacteriano e implicaciones para un interruptor para el superenrollamiento". Nature . 410 (6826): 331–7. Bibcode :2001Natur.410..331S. doi :10.1038/35066504. PMID  11268201. S2CID  4416455.
  9. ^ Genta RM (enero de 1997). "La inmunobiología de la gastritis por Helicobacter pylori". Seminarios sobre enfermedades gastrointestinales . 8 (1): 2–11. PMID  9000497.
  10. ^ Sharma N, Akhade AS, Qadri A (abril de 2013). "La esfingosina-1-fosfato suprime la secreción de CXCL8 inducida por TLR de las células T humanas". Journal of Leukocyte Biology . 93 (4): 521–8. doi :10.1189/jlb.0712328. PMID  23345392. S2CID  21897008.
  11. ^ Hatai H, Lepelley A, Zeng W, Hayden MS, Ghosh S (2016). "El receptor tipo Toll 11 (TLR11) interactúa con la flagelina y la profilina a través de mecanismos dispares". PLOS ONE . ​​11 (2): e0148987. Bibcode :2016PLoSO..1148987H. doi : 10.1371/journal.pone.0148987 . PMC 4747465 . PMID  26859749. 
  12. ^ DOI: 10.1126/sciimmunol.abq7001
  13. ^ Kathrani A, Holder A, Catchpole B, Alvarez L, Simpson K, Werling D, Allenspach K (2012). "El haplotipo TLR5 asociado al riesgo de enfermedad inflamatoria intestinal canina confiere hiperreactividad a la flagelina". PLOS ONE . ​​7 (1): e30117. Bibcode :2012PLoSO...730117K. doi : 10.1371/journal.pone.0030117 . PMC 3261174 . PMID  22279566. 
  14. ^ García AV, Hirt H (1 de enero de 2014). "Salmonella enterica induce y subvierte el sistema inmune de las plantas". Frontiers in Microbiology . 5 : 141. doi : 10.3389/fmicb.2014.00141 . PMC 3983520 . PMID  24772109. 
  15. ^ Gómez-Gómez L, Boller T (junio de 2000). "FLS2: una quinasa similar al receptor LRR implicada en la percepción del elicitor bacteriano flagelina en Arabidopsis". Molecular Cell . 5 (6): 1003–11. doi : 10.1016/S1097-2765(00)80265-8 . PMID  10911994.
  16. ^ Chinchilla D, Zipfel C, Robatzek S, Kemmerling B, Nürnberger T, Jones JD, Felix G, Boller T (julio de 2007). "Un complejo inducido por flagelina del receptor FLS2 y BAK1 inicia la defensa de la planta". Nature . 448 (7152): 497–500. Bibcode :2007Natur.448..497C. doi :10.1038/nature05999. hdl : 11858/00-001M-0000-0012-3840-F . PMID  17625569. S2CID  2818791.
  17. ^ Urban, L.; Chabane Sari, D.; Orsal, B.; Lopes, M.; Miranda, R.; Aarrouf, J. (2018). "Luz UV-C y luz pulsada como alternativas a los elicitores químicos y biológicos para estimular las defensas naturales de las plantas contra enfermedades fúngicas". Scientia Horticulturae . 235 . Elsevier : 452–459. doi :10.1016/j.scienta.2018.02.057. ISSN  0304-4238. S2CID  90436989.
  18. ^ Zipfel, Cyril; Robatzek, Silke; Navarro, Lionel; Oakeley, Edward J.; Jones, Jonathan DG; Felix, Georg; Boller, Thomas (abril de 2004). "Resistencia a enfermedades bacterianas en Arabidopsis a través de la percepción de la flagelina". Nature . 428 (6984): 764–767. Bibcode :2004Natur.428..764Z. doi :10.1038/nature02485. ISSN  0028-0836. PMID  15085136. S2CID  4332562.

Enlaces externos