Механизмы и роль освобождения поверхностного белка ActA во взаимодействии Listeria monocytogenes с эпителиальными клетками
Диссертация
В опытах in vitro впервые показано, что освобожденная форма белка ActA необходима для эффективной инвазии L. monocytogenes в эпителиальные клетки, однако не является необходимой для внутриклеточного размножения листерий и непосредственного перемещения из клетки в клетку. Установлено, что освобождённая форма белка ActA взаимодействует с гепарансульфат протеогликанами, находящимися на поверхности… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. ВВЕДЕНИЕ
- Глава 2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- 2. 1. Общие сведения о Listeria monocytogenes
- 2. 2. Особенности биологии и экологии листерий и их значение в распространении листериоза
- 2. 2. 1. Общая характеристика и таксономия листерий
- 2. 2. 2. Биология возбудителя
- 2. 3. Механизмы взаимодействия листерий с эукариотической клеткой
- 2. 4. Механизмы активной инвазии в непрофессиональные фагоциты
- 2. 5. Функции белка ActA во взаимодействии L. monocytogenes с эпителиальными клетками
- Глава 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
- 3. 1. Использованные штаммы, плазмиды и клеточные линии
- 3. 2. Микробиологические методы
- 3. 2. 1. Условия культивирования
- 3. 2. 2. Приготовление и трансформация компетентных клеток E. coli плазмидной ДНК
- 3. 2. 3. Приготовление и трансформация компетентных клеток L. monocytogenes плазмидной ДНК
- 3. 3. Молекулярно — генетические методы
- 3. 3. 1. Выделение хромосомной ДНК L. monocytogenes
- 3. 3. 2. Приготовление грубых лизатов Listeria spp. для проведения ПЦР
- 3. 3. 3. Приготовление лизатов из колоний
- 3. 3. 4. Выделение плазмидной ДНК для E. col
- 3. 3. 5. Выделение плазмидной ДНК для L. monocytogenes
- 3. 3. 6. Полимеразная цепная реакция
- 3. 3. 7. Осаждение продукта ПЦР для последующего анализа
- 3. 3. 8. Рестрикционный анализ, дефософолирирование, лигирование ДНК
- 3. 3. 9. Электрофорез в агарозном геле
- 3. 3. 10. Выделение фрагментов ДНК из агарозного геля
- 3. 4. Биохимические методы
- 3. 4. 1. Разделение освобождённых белков и белков клеточной стенки L. monocytogenes методом электрофореза в системе Лэммли
- 3. 4. 2. Приготовление бактериального иннокулята для заражения эукариотических клеток
- 3. 4. 3. Определение эффективности процесса внутриклеточного вхождения листерий (инвазии), внутриклеточного размножения и межклеточного перемещения
- 3. 4. 4. Обработка эукариотических клеток гепариназой
- 3. 4. 5. Обработка бактерий гепарином
- 4. 1. Изолирование мутантного штамма с нарушенным процессом освобождения белка ActA
- 4. 2. Присутствие белка ActA во фракциях мембранных и освобождённых белков L. monocytogenes
- 4. 3. Изменение подвижности освобождённой формы белка ActA по сравнению с мембрано-связанной формой
- 4. 4. Определение сайта протеолитического расщепления белка ActA при его переходе из мембрано-связанной в освобождённую форму
- 4. 5. Анализ мутации, нарушающей сайт протеолиза белка ActA
- 4. 6. Анализ роли металлопротеазы Мр1 в процессе освобождения белка ActA
- 4. 7. Изучение роли освобождённой формы белка ActA в процессе внутриклеточного проникновения, размножения и межклеточного перемещения L. monocytogenes в эпителиальных клетках
- 4. 8. Роль освобождённой формы белка ActA во взаимодействии с гепаран-сульфат протеогликанами
- 4. 9. Роль белка системы врождённого иммунитета TagL в защите макроорганизма от инвазии L. monocytogenes, опосредованной белком ActA
Список литературы
- Бондаренко В.М. «Острова» патогеныости бактерий. Жури, микробиол. 2001,4, 67−74.
- Бондаренко В.М. Факторы патогенности бактерий и их роль в развитии инфекционного процесса. Журн. микробиол. 1999, 5: 34−39.
- Бондаренко В.М. Общий анализ представлений о патогенных и условно патогенных бактериях. Журн. микробиол. 1997, 4: 20−26.
- ГОСТ Р. 51 921 Продукты пищевые. Методы выявления и определения бактерий Listeria monocytogenes. Госстандарт России, 2002.
- Ермолаева С.А. Генетические механизмы вирулентности Listeria monocytogenes. Генетика. 2001, 37: 286−293
- Ермолаева С. А. Тартаковский И.С. Регуляция экспрессии факторов вирулентности у Listeria monocytogenes. Журн.микробиол. 2001,3:106 110
- Зайцева Е.А., Сомов Г. П. Влияние температур на адгезивные свойства листерий. Журн. микробиол. 2006, 3: 20−23.
- Сахаров П.П., Гудкова Е. И. Листереллезная инфекция. Медгиз.1959.
- Armstrong, B.A., and C.P.Sword. Electron microscopy of Listeria monocytogenes-infected mouse spleen.J.Bacteriol. 1996,91:1346−1355.
- Banerjee, M., Copp, J., Vuga, D., Marino, M,. Chapman, Т., van der Geer, P., and Ghosh, P. GW domains of the Listeria monocytogenes invasion protein InlB are required for potentiation of Met activation. Mol Microbiol 2004, 52:257−271
- Beckerle, M.C. Spatial control of actin filament assembly: lessons from Listeria. Cell 1998,95:741−748
- Belyi Y.F. Intracellular parasitism of microorganisms. 1996. Springer-Verlag GmbH&Co.KG.
- Bielecki, J., P. Youngman, P. Connelly, and D.A.Portnoy. Bacillus subtilis expressing a haemolysin gene from Listeria monocytogenes can grow in mammalian cells. Nature 1990,345:175−176
- Borezee, E., Pellegrini, E., Beretti, J.L., and Berche, P. SvpA, a novel surface virulence-associated protein required for intracellular survival of Listeria monocytogenes. Microbiology 2001,147: 2913−2923
- Braun, L., S. Dramsi, P. Dehoux, H. Bierne, G. Lindahl, and P. Cossart. InlB: an invasion protein of Listeria monocytogenes with a novell type of surface association. Mol.Microbiol. 1997, 25:285−294
- Brundage, R.A., Smith, G.A., Camilli, A., Theriot, J.A., and Portnoy, D.A. Expression and phosphorylation of the Listeria monocytogenes ActA protein in mammalian cells. Proc Natl Acad Sci USA 1993,90: 1 189 011 894
- Cabanes, D., Dehoux, P., Dussurget, O., Frangeul, L., and Cossart, P. Surface proteins and pathogenic potential of Listeria monocytogenes. Trends Microbiol 2002,10: 238−244
- Cabanes, D., Dussurget, O., Dehoux, P., and Cossart, P. Auto, a surface associated autolysin of Listeria monocytogenes required for entry into eukaryotic cells and virulence. Mol Microbiol 2004,51: 1601−1614
- Camilli, A., L.G.Tilney, and D.A.Portnoy. Dual roles of PI-PLC in Listeria monocytogenes pathogenesis.Mol.Microbiol. 1993,8:143−157
- Chakraborty, T. The molecular mechanisms of actin-based intracellular motility by Listeria monocytogenes. Microbiol. SEM1996, 12:237−244
- Cicchetti, G., P. Maurer, and C.Koks. Actin and phosphoinositide binding dy the ActA protein of the bacterial pathogen Listeria monocytogenes.iBo.Chem. 1999,274:33 616−33 626
- Collins M.D., Wallbanks S., Lane D.J., Shah J., Nietupski R., Smida J.,
- Dorsch M., Stackebrandt E. Phylogenetic analysis of the genus Listeria based on reverse transcriptase sequencing of 16S rRNA. Int. J. Syst. Bacteriol. 1991, 41: 240−246
- Cossart, P. 1995. Actin-based bacterial motility. Curr.Opin.Cell Biol. 7:94 101.
- Cossart, P. and Bierne, H. The use of host cell machinery in the pathogenesis of Listeria monocytogenes. Inf Immun 2001,13:96−103
- Cossart P., Kocks C. The actin-based motility of the facultative intracellular pathogen Listeria monocytogenes. Molecular Microbiol. 1994, 13:395−402
- Cossart, P. and Sansonetti, P.J. Bacterial invasion: the paradigms of enteroinvasive pathogens. Science 2004,304:242−248
- Cossart, P., Pizarro-Cerda, J., and Lecuit, M. Invasion of mammalian cells by Listeria monocytogenes: functional mimicry to subvert cellular functions. Trends Cell Biol 2003,13: 23−31
- Darji, A., Bruder, D., zur Lage, S., Gerstel, В., Chakraborty, Т., Wehland, J., and Weiss, S. The role of the bacterial membrane protein ActA in immunity and protection against Listeria monocytogenes. J Immunol 1998,161: 2414−2420
- Dumont J. & Cotoni L. Bacille semblable a celui du rouget du pore rencontre dans le L.C.R. d’un m6ningitique. Ann. Inst. Pasteur 1921,35: 625−633
- Dziarski, R. Peptidoglycan recognition proteins (PGRPs). Mol. Immunol. 2004,40:877−886
- Ermolaeva, S., Novella, S., Vega, Y., Ripio, M.T., Scortti, M., and Vazquez-Boland, J.A. Negative control of Listeria monocytogenes virulence genes by a diffusible autorepressor. Mol Microbiol 2004,52: 601 611
- Ermolaeva, S., and Vazquez-Boland, J.A. Unpublished results
- Farber J.M., & Peterkin P.I. Listeria monocytogenes, a food-borne patyhogen. 1991. Microbiol. Rev 2005, 55: 476−511
- Fielder F. Biochemistry of the cell surface of Listeria strains: a locating general view. Infection 1988, (suppl 2): S92-S97
- Fradelizi J., Noireaux V., Plastino J., Menichi В., Louvard D., et al. ActA in human zyxin harbour Аф2/3-independent actin-polymerization activity.Nat.Cell Biol. 2001,3:699−707
- Gaillard, J.-L., P. Berche, J. Mounier, and S.Sansonetti. In vitro model of penetration and intracellular growth of Listeria monocytogenes in the human enterocyte-like cell line Caco-2.Infect.Immun. 1987,55:2822−2829
- Gedde, M., D.E.Higgins, L.G.Tilney, and D.A.Portnoy. Role of listeriolysin о in cell-to-cell spread of Listeria monocytogenes.Infect.Immun. 2000,68:999−1003
- Gelius, E., Persson, C., Karlsson, J. and Steiner, H. A mammalian peptidoglycan recognition protein with N-acetylmuranoyl-L-alanine amidase activity. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003,306:988−994
- Gellin B.G., Broome C.V. Listeriosis. JAMA. 1989,261: 1313−1320
- Gregory, S.H., Sagnimeni A.J., and Wing E.J. Expression of the inlAB operon by Listeria monocytogenes is not required for entry into hepatic cell’s in vivo.Infect.Immun. 1996, 64:3983−3986
- Gregory, S.H., and Wing E.J. Neutrophil-kupffer cell interaction: a critical component of host defenses to systemic bacterial infections. J. of Leukocyte Biol. 2002, 72:239−248
- Ho, S.N., Hunt, H.D., Horton, R.M., Pullen, J.K., and Pease, L.R. Site-directed mutagenesis by overlap extension using the Polymerase chain reaction. Gene 1989,77: 51−59
- Kajava, A.V. Structural diversity of leucine-rich repeat proteins. J.Mol.Biol. 1998,277:519−527
- Kaufmann S.H.E. Immunity to intracellular bacteria. Annu. Rev. Immunol. 1993,11: 129−163
- Kibardin, A.V., Mirkina, I.I., Korneeva, E.A., Gnuchev, N.V., Georgiev, G.P. and Kiselev, S.L. Molecular cloning of a new mouse gene tag L containing a lysozyme-like domain. Doklady Biochem. 2000,372:103−105
- Kingdom, G.C., and C.P.Sword. Effects of Listeria monocytogenes hemolysin on phagocytic cells and lysosomes. Infect. Immun. 1970,1:356 362
- Kiselev, S.L., Kustikova, O.S., Korobko, E.V., Prokhortchouk., E.V., Kabishev, A.A., Lukanidin, E.M. and Georgiev, G.P. Molecular cloning and characterization of the mouse tag7 gene encoding a novel cytokine. J. Biol. Chem 1998,273:18 633−18 639
- Kocks, С., E. Gouin, M. Tabouret, P. Berche, H. Ohayon, and Cossart, P. Listeria monocytogenes-induced actin assembly requires the actA gene product, a surface protein. Cell 1992, 68:521−531
- Kreflt, J., and Vazquez-Boland, J.A. Regulation of virulence genes in Listeria. Int J Med Microbiol 2001,291: 145−157
- Kreflt, J., Dumbsky, M., and Theiss, S. The actin-polymerization protein from Listeria ivanovii is a large repeats protein, which shows only limitedamino acid sequence homology to ActA from Listeria monocytogenes. FEMS Microbiol Lett 1995, 126: 113−122
- Lasa, I., P. Dehoux, and P.Cossart. Actin polymerization and bacterial movement.Biochim.Biophys.Acta 1998,1402:217−228
- Laurent, V., T.P. Loisel, B. Harbeck, A. Wehman, L. Grobe, B.M. Jockusch, J. Wehland, F.B. Gertler, and M.F. Karlier. Role of proteins of the Ena/VASP family in actin-based motility of Listeria monocytogenes. J. Cell Biol. 1999,144:1245- 1258
- Lecuit, M., S. Dramsi, C. Gottardi, M. Fedor-Chaiken, B. Gumbiner, and P. Cossart. A single amino acid in E-cadherin responsible for host specificity towards the human pathogen Listeria monocytogenes. EMBO. J. 1999,18:3956−3963
- Leimeister-Wachter, M., E. Domann, and T.Chakraborty. Detection of a gene encoding a phospatidylinositol-specific phospholipase С that is co-ordinately expressed with listeriolysin in Listeria monocytogenes. Mol.Microbiol. 1991,5:361−366
- L0, D., Tynan, W., Dickerson, J., Mendy, J., Chang, H.-W., Scharf, M.,
- Byrne, D., Brayden, D., Higgins, L., Evans, C., and O’Mahony, D. J.
- Peptidoglycan recognition protein expression in mouse Peyer’s Patch follicleassociated epithelium suggests functional specialization. Cell. Immunol. 2003,224:8−16
- Loisel, T.P., R. Boujemaa, D. Pantaloni, and M.-F.Carlier.
- Machesky, L.M.I997.Cell motility: complex dynamics at the leading adge.Curr.Biol. 1999,7:R164-R167
- Machesky, L.M. Rocket-based motility a universal mechanism? Nat. Cell Biol. 1999,1 :E29-E31
- Mead P. S., Slutsker L., Dietz V., McCaig L.F., Bresee J.S., Shapiro C., Griffin P.M., Tauxe R.V. Food-related illness and death in the Unites States. Emerg. Infect. Dis. 1999, 5: 607−625
- Mengaud, J., C. Braun-Breton, and P.Cossart. Identification of phosphatidylinositol-specific phospholipase С activity in Listeria monocytogenes: a novel type of virulence factor? Mol.Microbiol. 1991,5:367−372
- Milohanic, E., Jonquieres, R., Cossart, Berche, P., and Gaillard, J.-L. The autolysin Ami contributes to the adhesion of Listeria monocytogenes to eukaryotic cells via its cell wall anchor. Mol Microbiol 2001, 39:12 121 224
- Nyfelt A. Etiologie de la mononucleose infectieuse. C. R. Soc. Biol. 1929,101: 590−59 175.0'Sullivan, D.J., and Klaenhammer, T.R. High- and low-copy-number Lactococcus shuttle cloning vectors with features for clone screening. Gene 1993,137: 227−231
- Pandiripally, V.K., Westbrook, D.G., Sunki, G.R., and Bhunia, A. KSurface protein pi04 is involved in adhesion of Listeria monocytogenes to human intestinal cell line, CaCo-2. J Med Microbiol .1999, 48: 117−124
- Pfeuffer, T., Goebel W., Laubinger J., Bachmann M., and Kuhn M. LaXpl80, a mammalian ActA-binding protein, identified with the yeast two-hybrid system colocalizes with intracellular Listeria monocytigenes. Cell.Microbiol. 2000, 2:101−114
- Pistor, S., T. Chakraborty, U. Walter, and J.Wehland. The bacterial actin nucleator protein ActA of Listeria monocytogenes contains multiple binding sites for host microfilament proteins. Curr.Biol. 1995,5:517−525
- Portnoy D.A. Innate immunity to a facultative intracellular bacterial pathogen. Curr. Opn. Immunol. 1992,4: 20−24
- Portnoy, D.A., Auerbuch, V., and Glomski, I.J. The cell biology of Listeria monocytogenes infection: the intersection of bacterial pathogenesis and cell-mediated immunity. J Cell Biol 2003, 158: 409−414
- Purdy, G.E., Hong, M., and Payne, S.M. Shigella flexneri DegP facilitates IcsA surface expression and is required for efficient intercellular spread. Infect Immun 2002,70: 6355−6364
- Raveneau, J., C. Geoffroy, J. -L.Beretti, J. -L.Gaillard, J.E.Alouf, and P.Berche. Reduced virulence of a Listeria monocytogenes Phospholipase-deficient mutant obtained by insertion into the zinc metalloprotease gene. Infect.Immun. 1992, 60:916−921
- Robbins, J.R., A.I. Barth, H. Marquis, E.L. de Hostos, W.J. Nelson, and J.A. Theriot Listeria monocytogenes exploits normal host cell processes to spread from cell to cell. J Cell Biol 1999,146:1333−1350
- Seeliger H.P.R. Listeriosen. Springer-Verlag KG, Berlin 1958
- Seeliger H.P.R. Listeriosis history and actual development. Infection. 1988,16: S80-S84
- Shen, Y., M. Naujokas, M. Park, and K. Ireton. InlB dependent internalization of Listeria is mediated by the met receptor tyrosine kinase. Cell 2000,103:501−510
- Sun, A.N., Camilli, A., and Portnoy, D.A. Isolation of Listeria monocytogenes small-plaque mutants defective for intracellular growth and cell-to-cell spread. Infect Immun 1990,58: 3770−3778
- Surette, M., Miller, M., and Bassler, B. Quorum sensing in Echerichia coli, Salmonella typhimurium, and Vibrio harveyi: A new family of genes responsible for autoinducer production. Proc Natl Acad Sci USA 1999,96: 1639−1644
- Vazquez-Boland J. -A., Dominguez-Bernal G., Gonzalez-Zorn В., Kreft J., Goebel W. Pathogenicity islands and virulence evolution in Listeria. Microb. Inf. 2001, 3: 571−584
- Vazquez-Boland J. -A., C. Kocks, S. Dramsi, H. Ohayon, C. Geoffroy, J. Mengaud, and P.Cossart. Nucleotide sequence of the lecithinase operon of Listeria monocytogenes and possible role of lecithinase in cell-to-cell spread. Infect.Immun. 1992,60:219−230
- Vazquez-Boland J. -A., Kuhn M., Berche P., Chakraborty Т., Domingues-Bernal G., Goebel W., Gonzales-Zorn В., Wehland J., and Kreft J. Listeria pathogenesis and molecular virulence determinants. Clin.Microbiol. 2001,14:584−640