Det flagellin Det er et protein af filamentet, som er en struktur, der er en del af flagellum af bakterier. Langt størstedelen af bakterier har kun en type flagellin. Nogle har dog mere end to.
Molekylstørrelsen af dette protein varierer mellem 30 kDa og 60 kDa. For eksempel er dens molekylære størrelse i Enterobacteriaceae stor, mens den i visse ferskvandsbakterier er lille..
Flagellin er en virulensfaktor, der tillader værtscelleadhæsion og invasion. Derudover er det en kraftig aktivator af mange typer celler involveret i det medfødte og adaptive immunrespons..
Artikelindeks
Flagellen er forankret på celleoverfladen. Den består af tre dele: 1) glødetråden, der strækker sig fra celleoverfladen og er en stiv, hul cylindrisk struktur; 2) basallegemet, der er indlejret i cellevæggen og membranlagene og danner flere ringe; og 3) krogen, en kort buet struktur, der forbinder basallegemet med glødetråden.
Basallegemet er den mest komplekse del af flagellen. I gramnegative bakterier har den fire ringe forbundet med en central søjle. I gram-positiv har den to ringe. Flagellums rotationsbevægelse forekommer i basallegemet.
Placeringen af flageller på overfladen af bakterier varierer meget mellem organismer og kan være: 1) monoterisk med kun en flagella; 2) polær, med to eller flere; eller 3) peritrichous, med mange laterale flageller. Der er også endoflagella, som i spirocheter, som er placeret i det periplasmiske rum.
Helicobacter pylori den er meget mobil, fordi den har seks til otte unipolære flageller. En pH-gradient gennem slim tillader det H. pylori er orienteret og etableret i et område, der støder op til epitelcellerne. Pseudomonas har et polært flagellum, der udviser sukkerkemotaxis og er forbundet med virulens.
Et slående træk ved flagellinproteinsekvensen er, at dens N-terminale og C-terminale regioner er stærkt konserverede, mens den centrale region er meget variabel mellem arter og underarter af samme slægt. Denne hypervariabilitet er ansvarlig for hundredvis af serotyper af Salmonella spp.
Flagellin-molekyler interagerer med hinanden gennem terminalregionerne og polymeriserer til dannelse af et filament. I dette er terminalregionerne mod indersiden af glødetrådens cylindriske struktur, mens den centrale er eksponeret mod ydersiden..
I modsætning til tubulinfilamenter, der depolymeriserer i fravær af salte, er de af bakterier meget stabile i vand. Ca. 20.000 underenheder af tubulin danner en glødetråd.
I filamentet af H. pylori Y Pseudomonas aeruginosa To typer flagellin polymeriserer: FlaA og FlaB, kodet af fliC-genet. FlaA'er er heterogene og er opdelt i flere undergrupper med molekylære masser, der varierer mellem 45 og 52 kDa. FlaB er homogen med en molekylvægt på 53 kDa.
Ofte methyleres lysinresterne fra flagelliner. Derudover er der andre ændringer, såsom glycosylering af FlaA og phosphorylering af tyrosinrester af FlaB, hvis funktioner er henholdsvis virulens og eksportsignal..
Bakteriets plage kan elimineres eksperimentelt, hvilket gør det muligt at undersøge dens regenerering. Flagellin-underenhederne transporteres gennem den indre region af denne struktur. Når de når det yderste, tilføjes underenhederne spontant ved hjælp af et protein ("cap protein") kaldet HAP2 eller FliD.
Syntesen af glødetråden finder sted ved hjælp af egen samling; dvs. polymerisering af flagellin kræver ikke enzymer eller faktorer.
Oplysningerne til samling af glødetråden findes i selve underenheden. Således polymeriserer flagellin-underenhederne til dannelse af elleve protofilamenter, der danner en komplet.
Flagellinsyntese af P. aeruginosa Y Proteus mirabilis hæmmes af antibiotika, såsom erythromycin, clarithromycin og azithromycin.
De første undersøgelser viste, at flagellin ved subnanomolære koncentrationer fra Salmonella, er en potent inducer af cytokiner i en promonocytisk cellelinie.
Efterfølgende blev det vist, at induktionen af det proinflammatoriske respons involverer en interaktion mellem flagellin og overfladereceptorerne i cellerne i det medfødte immunsystem..
Overfladereceptorerne, der interagerer med flagellin, er toll-5-typen (TLR5). Derefter viste undersøgelser med rekombinant flagellin, at når det manglede hypervariabelt område, var det ude af stand til at inducere et immunrespons..
TLR5'er er til stede i celler i immunsystemet, såsom lymfocytter, neutrofiler, monocytter, makrofager, dendritiske celler, epitelceller og lymfeknuder. I tarmen regulerer TLR5 sammensætningen af mikrobioten.
Gramnegative bakterier bruger typisk det type III sekretoriske system til at translokere flagellin til værtscellens cytoplasma, hvilket udløser en række intracellulære hændelser. Således genkendes flagellin i det intracellulære medium af proteiner fra NAIP-familien (et apoptoseinhibitorprotein / NLR-familie).
Derefter interagerer flagellin-NAIP5 / 6-komplekset med den NOD-lignende receptor, som genererer værtens reaktion på infektion og skade..
Planter genkender dette protein på en måde sensing 2 af flagellin (FLS2). Sidstnævnte er en leucin-gentagelsesrig receptorkinase og er homolog med TLR5. FLS ”interagerer med den N-terminale region flagellin.
Binding af flagellin til FLS2 producerer fosforylering af MAP-kinasevejen, som kulminerer i syntesen af proteiner, der formidler beskyttelse mod infektion med svampe og bakterier..
I nogle nattskygge planter kan flagellin også binde til FLS3 receptoren. På denne måde beskytter de sig mod patogener, der undgår forsvaret formidlet af FLS2..
En adjuvans er et materiale, der øger det cellulære eller humorale respons på et antigen. Fordi mange vacciner producerer et dårligt immunrespons, er gode hjælpestoffer nødvendige.
Talrige undersøgelser demonstrerede effektiviteten af flagellin som et adjuvans. Disse undersøgelser bestod af anvendelse af rekombinant flagellin i vacciner, evalueret under anvendelse af dyremodeller. Imidlertid har dette protein endnu ikke bestået fase I i kliniske forsøg..
Blandt de undersøgte rekombinante flagelliner er: flagellin-epitop 1 af influenzavirus hæmatoglutinin; flagellin-epitope af Schistosoma mansoni; flagellin-varmestabilt toksin E coli; flagellin-protein 1 fra overfladen af Plasmodium; og flagellin-kappeprotein fra Nile-viruset blandt andre rekombinanter.
Der er nogle fordele ved at bruge flagellin som et hjælpestof i vacciner til human brug. Disse fordele er som følger:
1) Det er effektivt ved meget lave doser.
2) De stimulerer ikke IgE-responset.
3) Sekvensen for en anden adjuvans, Ag, kan indsættes i flagellinsekvensen uden at påvirke flagellinsignalvejen via TLR5.
Da flagellingener udviser stor variation, kan de bruges til specifikke påvisninger eller til identifikation af arter eller stammer..
For eksempel er kombinationen af PCR / RFLP blevet brugt til at undersøge distribution og polymorfisme af flagellingener i isolater af E coli Nordamerika.
Endnu ingen kommentarer