Familia de proteínas de membrana externa relacionadas con la virulencia
OMP relacionada con la virulencia
E. coli OmpX, PDB : 1qj8 ​.
Identificadores
SímboloAil_Lom
PfamPF06316
InterprofesionalIPR000758
PROSITIOPDOC00582
SCOP21qj9 / ALCANCE / SUPFAM
Superfamilia OPM26
Proteína OPM1qj8
Estructuras de proteínas disponibles:
Pfam  estructuras / ECOD  
APPDB RCSB; PDBj
PDBsumaResumen de la estructura
AP1 forma A:24-171 1 q9 g A:24-171 1 qj8 A:24-171

Las proteínas de membrana externa relacionadas con la virulencia , o proteínas de superficie externa ( Osp ) en algunos contextos, se expresan en la membrana externa de las bacterias gramnegativas y son esenciales para la supervivencia bacteriana dentro de los macrófagos y para la invasión de células eucariotas .

Esta familia consta de varias proteínas bacterianas y fágicas similares a Ail/Lom. La proteína Ail de Yersinia enterocolitica es un factor de virulencia conocido. Se predice que las proteínas de esta familia constan de ocho láminas beta transmembrana y cuatro bucles expuestos a la superficie celular . Se cree que Ail promueve directamente la invasión y el bucle 2 contiene un sitio activo, tal vez un dominio de unión al receptor. La proteína fágica Lom se expresa durante la lisogenia y codifica proteínas de la envoltura de la célula huésped. Lom se encuentra en la membrana externa bacteriana y es homóloga a las proteínas de virulencia de otros dos géneros de enterobacterias . Se ha sugerido que la lisogenia puede tener un papel general en la supervivencia bacteriana en huéspedes animales y tal vez en la patogénesis .

Las proteínas de la superficie externa de Borrelia burgdorferi (responsable de la enfermedad de Lyme ) desempeñan un papel en la persistencia dentro de las garrapatas (OspA, OspB, OspD), la transmisión al huésped mamífero (OspC, BBA64), la adhesión a la célula huésped (OspF, BBK32, DbpA, DbpB) y en la evasión del sistema inmunológico del huésped (VlsE). OspC desencadena el sistema inmunológico innato a través de la señalización a través de los receptores TLR1 , TLR2 y TLR6 . [1]

Ejemplos

Los miembros de este grupo incluyen:

  • PagC, necesaria para la supervivencia de Salmonella typhimurium en macrófagos y para la virulencia en ratones [2]
  • Proteína de membrana externa Rck del plásmido de virulencia de S. typhimurium y S. enteritidis [3]
  • Ail, un producto del cromosoma de Yersinia enterocolitica capaz de mediar la adherencia bacteriana y la invasión de líneas de células epiteliales [4]
  • OmpX de Escherichia coli que promueve la adhesión y la entrada en las células de mamíferos. También tiene un papel en la resistencia contra el ataque del sistema del complemento humano [5]
  • Proteína de membrana externa del bacteriófago lambda , Lom [6]
  • OspA/B son lipoproteínas de Borrelia burgdorferi . OspA y OspB comparten un 53% de identidad de aminoácidos y probablemente tengan una estructura de proteína de lámina β antiparalela “independiente” similar asociada con la superficie de la membrana externa a través de un residuo de cisteína NH2-terminal lipidado . [7] OspA
  • La OspC es una lipoproteína de superficie importante producida por Borrelia burgdorferi cuando las garrapatas infectadas se alimentan. La OspC es necesaria para la invasión de las glándulas salivales de las garrapatas. [8] Las B. burgdorferi deficientes en OspC tienen una capacidad marcadamente reducida (aproximadamente 800 veces menor que las espiroquetas de control, que expresan OspC) para una transmisión exitosa a ratones. [9] Su síntesis disminuye después de la transmisión a un huésped mamífero. [10] Esta proteína desaparece de la superficie bacteriana alrededor de 2 semanas después de la infección. [11]

Estructura

La estructura cristalina de OmpX de E. coli revela que OmpX consiste en un barril beta antiparalelo de ocho hebras con todos los vecinos próximos . [12] La estructura muestra dos cinturones de residuos de aminoácidos aromáticos y una cinta de residuos no polares que se adhieren al interior de la membrana. El núcleo del barril consiste en una red extendida de enlaces de hidrógeno de residuos altamente conservados. OmpX, por lo tanto, se asemeja a una micela inversa . La estructura de OmpX muestra que la parte de la proteína que abarca la membrana está mucho mejor conservada que los bucles extracelulares. Además, estos bucles forman una lámina beta que sobresale, cuyo borde presumiblemente se une a proteínas externas. Se sugiere que este tipo de unión promueve la adhesión e invasión celular y ayuda a defenderse contra el sistema del complemento. Aunque OmpX tiene la misma topología de lámina beta que la proteína de membrana externa estructuralmente relacionada A (OmpA) InterPro :  IPR000498 , sus barriles difieren con respecto a los números de cizallamiento y las redes de enlaces de hidrógeno internas.

La OspA de Borrelia burgdorferi es una proteína de superficie externa inusual, que tiene dos dominios globulares que están conectados con una lámina β de una sola capa . Esta proteína es altamente soluble y contiene una gran cantidad de residuos de lisina y glutamato . Estos residuos de alta entropía pueden desfavorecer el empaquetamiento de los cristales. [13]

Referencias

  1. ^ Oosting, Marije; Buffen, Kathrin; Meer, Jos WM van der; Netea, Mihai G.; Joosten, Leo AB (3 de marzo de 2016). "Redes de inmunidad innata durante la infección por Borrelia burgdorferi". Critical Reviews in Microbiology . 42 (2): 233–244. doi :10.3109/1040841X.2014.929563. ISSN  1040-841X. PMID  24963691. S2CID  44840482.
  2. ^ Miller SI (1991). "PhoP/PhoQ: moduladores específicos de macrófagos de la virulencia de Salmonella?". Mol. Microbiol . 5 (9): 2073–2078. doi :10.1111/j.1365-2958.1991.tb02135.x. PMID  1766380. S2CID  40511708.
  3. ^ Cirillo DM, Heffernan EJ, Wu L, Harwood J, Fierer J, Guiney DG (1996). "Identificación de un dominio en Rck, un producto del plásmido de virulencia de Salmonella typhimurium, necesario tanto para la resistencia sérica como para la invasión celular". Infect. Inmun . 64 (6): 2019–2023. doi :10.1128/IAI.64.6.2019-2023.1996. PMC 174031 . PMID  8675302. 
  4. ^ Miller VL, Bliska JB, Falkow S (1990). "Secuencia de nucleótidos del gen ail de Yersinia enterocolitica y caracterización del producto proteico Ail". J. Bacteriol . 172 (2): 1062–1069. doi :10.1128/jb.172.2.1062-1069.1990. PMC 208537 . PMID  1688838. 
  5. ^ Tommassen J, Stoorvogel J, van Bussel MJ, van de Klundert JA (1991). "Caracterización molecular de una proteína de la membrana externa de Enterobacter cloacae (OmpX)". J. Bacteriol . 173 (1): 156-160. doi :10.1128/jb.173.1.156-160.1991. PMC 207169 . PMID  1987115. 
  6. ^ Pulkkinen WS, Miller SI (1991). "Una proteína de virulencia de Salmonella typhimurium es similar a una proteína de invasión de Yersinia enterocolitica y a una proteína de membrana externa del bacteriófago lambda". J. Bacteriol . 173 (1): 86–93. doi :10.1128/jb.173.1.86-93.1991. PMC 207160 . PMID  1846140. 
  7. ^ Templeton, Thomas J. (1 de marzo de 2004). "Proteínas de la superficie de la membrana externa de Borrelia y transmisión a través de la garrapata". Journal of Experimental Medicine . 199 (5): 603–606. doi :10.1084/jem.20040033. ISSN  0022-1007. PMC 2213303 . PMID  14981110. 
  8. ^ Pal, Utpal; Yang, Xiaofeng; Chen, Manchuan; Bockenstedt, Linda K.; Anderson, John F.; Flavell, Richard A.; Norgard, Michael V.; Fikrig, Erol (15 de enero de 2004). "OspC facilita la invasión de Borrelia burgdorferi de las glándulas salivales de Ixodes scapularis". Revista de investigación clínica . 113 (2): 220–230. doi :10.1172/JCI19894. ISSN  0021-9738. PMC 311436 . PMID  14722614. 
  9. ^ Pal, Utpal; Yang, Xiaofeng; Chen, Manchuan; Bockenstedt, Linda K.; Anderson, John F.; Flavell, Richard A.; Norgard, Michael V.; Fikrig, Erol (15 de enero de 2004). "OspC facilita la invasión de Borrelia burgdorferi de las glándulas salivales de Ixodes scapularis". Revista de investigación clínica . 113 (2): 220–230. doi :10.1172/JCI19894. ISSN  0021-9738. PMC 311436 . PMID  14722614. 
  10. ^ Tilly, Kit; Krum, Jonathan G.; Bestor, Aaron; Jewett, Mollie W.; Grimm, Dorothee; Bueschel, Dawn; Byram, Rebecca; Dorward, David; VanRaden, Mark J. (1 de junio de 2006). "La proteína OspC de Borrelia burgdorferi es necesaria exclusivamente en una etapa temprana crucial de la infección en mamíferos". Infección e inmunidad . 74 (6): 3554–3564. doi :10.1128/IAI.01950-05. ISSN  0019-9567. PMC 1479285 . PMID  16714588. 
  11. ^ Crother, Timothy R.; Champion, Cheryl I.; Whitelegge, Julian P.; Aguilera, Rodrigo; Wu, Xiao-Yang; Blanco, David R.; Miller, James N.; Lovett, Michael A. (1 de septiembre de 2004). "Análisis temporal de la composición antigénica de Borrelia burgdorferi durante la infección en la piel de conejo". Infección e inmunidad . 72 (9): 5063–5072. doi :10.1128/IAI.72.9.5063-5072.2004. ISSN  0019-9567. PMC 517453 . PMID  15321999. 
  12. ^ Schulz GE, Vogt J (1999). "La estructura de la proteína de membrana externa OmpX de Escherichia coli revela posibles mecanismos de virulencia". Structure . 7 (10): 1301–1309. doi : 10.1016/S0969-2126(00)80063-5 . PMID  10545325.
  13. ^ Makabe, Koki; Tereshko, Valentina; Gawlak, Grzegorz; Yan, Shude; Koide, Shohei (1 de agosto de 2006). "Estructura cristalina de resolución atómica de la proteína A de la superficie externa de Borrelia burgdorferi mediante ingeniería de superficies". Protein Science . 15 (8): 1907–1914. doi :10.1110/ps.062246706. ISSN  1469-896X. PMC 2242579 . PMID  16823038. 

Lectura adicional

  • Miller VL, Beer KB, Heusipp G, Young BM, Wachtel MR (septiembre de 2001). "Identificación de regiones de Ail requeridas para los fenotipos de invasión y resistencia al suero". Mol. Microbiol . 41 (5): 1053–62. doi : 10.1046/j.1365-2958.2001.02575.x . PMID:  11555286. S2CID  : 5608645.
  • Barondess JJ, Beckwith J (agosto de 1990). "Un determinante de virulencia bacteriana codificado por el colifago lisogénico lambda". Nature . 346 (6287): 871–4. Bibcode :1990Natur.346..871B. doi :10.1038/346871a0. PMID  2144037.
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