Системы секреции факторов патогенности у Грам- бактерий
|
Тип системы секреции |
Количество белков |
Примеры белков |
Особенности секреции |
|
I |
Несколько десятков крупных белков |
–гемолизин E. coli, аденилатциклаза B. pertussis, протеазы Pseudomonas |
Белки не изменяются в процессе транспорта через мембрану. Белковый канал не прерывается в периплазматическом пространстве. Секреция протеинов в один этап, для ее осуществления необходимы три белка |
|
II |
Более 100 небольших белков |
Эластаза, фофолипаза С, экзотоксин Pseudomonas |
В процессе транспорта белков через мембрану отщепляется терминальный фрагмент. Белковый канал прерывается в периплазматическом пространстве. Секреция протеинов в два этапа:
|
|
III |
Несколько десятков крупных белков. Белки, выявленные у таксономически далеких микроорганизмов, характеризуются значительной гомологией общность их происхождения и горизонтальное распространение в виде ОП среди различных видов Грам- бактерий |
Белки Shigella, Y. pestis, Klebsiella |
Белки не изменяются в процессе транспорта через мембрану. Белковый канал не прерывается в периплазматическом пространстве. Протеины секретируются не в окружающую среду, а транслоцируются непосредственно в ЦП клеток хозяина. Экспрессия белков системы регулируется в зависимости от условий окружающей среды (контакта с эукариотическими клетками)
|
|
IV |
? |
Цитотоксин Helicobacter, Bordetella, белковые токсины Shigella и Escherichia. |
Секреция протеинов в два этапа, подобно системе секреции II типа, однако для транспорта через наружную мембрану необходимы дополнительные белки
|
Для описания систем секреции обычно используют термин «молекулярный шприц». При электронно-микроскопическом исследовании взаимодействия бактерий с клетками макроорганизма у бактериальных клеток обнаруживается структура, напоминающая шприц, которая прокалывает мембрану эукариотической клетки. Когда Грам- бактерии контактируют с эукариотическими клетками-мишенями, их сенсорные молекулы взаимодействуют с рецепторами на клетках-мишенях. Результатом взаимодействия является секреторный канал («молекулярный шприц») и образование поры в мембране клетки-мишени (рис. 82).
|
В ЦПМ бактериальной клетки фиксирована кольцевая белковая структура, играющая основную роль в распознавании секреторных молекул, в инициации процесса секреции и его энергетическом обеспечении. Непосредственно к белковой структуре присоединен белковый канал, проходящий через КС и ЦПМ бактериальной клетки. |
|
|
Рис. 82. «Молекулярный шприц» |
В пептидогликановом слое и ЦПМ канал фиксируется кольцевыми белковыми структурами. Над поверхностью микробной клетки выступает филаментозная белковая структура, формирующая пору в мембране эукариотической клетки. Образование поры в мембране эукариотической клетки является ключевым моментом в транслокации факторов патогенности. Через пору и канал цитотоксические молекулы транспортируются в цитозоль клетки-мишени, где они подавляют фагоцитоз, продукцию цитокинов макрофагами, разрушают цитоскелет клетки-мишени и, обычно, индуцируют апоптоз.
У облигатнопатогенных бактерий набор факторов патогенности специфичен и универсален для вида. У УП бактерий набор факторов патогенности выраженно вариабелен и мало специфичен, однако факторы активного проникновения во внешнюю среду у них отсутствуют, а патогенное действие УП бактерии оказывают с помощью эндотоксина и ферментов-токсинов.
Факторы патогенности грибов близки к факторам патогенности бактерий, но структура и свойства микотоксинов отличаются от токсинов бактерий.
Среди вирусов отсутствуют непатогенные особи, поэтому термин «патогенность» к ним не применяется, а вирулентность вирусов часто обозначают термином «инфекционность», которая определяется их способностью:
проникать в восприимчивые клетки;
нарушать обмен веществ в клетках;
индуцировать повреждающую иммунную реакцию против инфицированных вирусами клеток.