- תשתית הדגל והניידות
- מבנה הפלאלין
- גידול חוט נימה בקטריות
- Flagellin כפעיל של מערכת החיסון
- פלאלין וצמחים
- Flagellin ככלי עזר
- שימושים אחרים בפלאלין
- הפניות
ה flagellin הוא חלבון של הנימה, שהוא מבנה המהווה חלק מ flagella של חיידקים. ברובם המוחלט של החיידקים יש רק סוג אחד של פללין. עם זאת, לחלקם יש יותר משניים.
הגודל המולקולרי של חלבון זה משתנה בין 30 kDa ל- 60 kDa. לדוגמה, ב- Enterobacteriaceae גודלו המולקולרי גדול, ואילו בחיידקים של מים מתוקים מסוימים הוא קטן.
מקור: מתקן מיקרוסקופ אלקטרונים של דארטמות ', מכללת דארמות'
Flagellin הוא גורם נגיף המאפשר הידבקות של תאים מארחים ופלישה. בנוסף, זהו פעיל רב עוצמה של סוגים רבים של תאים המעורבים בתגובה החיסונית המולדת והסתגלת.
תשתית הדגל והניידות
המגן מעוגן לפני שטח התא. הוא מורכב משלושה חלקים: 1) הנימה המשתרעת משטח התא והיא מבנה גלילי נוקשה וחלול; 2) גוף הבסיס, המוטמע בדופן התא ובשכבות הממברנה, ויוצר כמה טבעות; ו 3) הוו, מבנה מעוגל קצר המצטרף לגוף הבסיס לחוט.
גוף הבסיס הוא החלק המורכב ביותר של המגן. בחיידקים גרם שליליים יש לו ארבע טבעות המחוברות לטור מרכזי. בגרם חיובי יש לו שתי טבעות. התנועה הסיבובית של המלקה מתרחשת בגוף הבסיס.
מיקומם של משטות השטח על פני חיידקים משתנה מאוד בין אורגניזמים, ויכול להיות: 1) מונוטרי, עם רק סמל אחד; 2) קוטבי, עם שניים או יותר; או 3) פריטריכיים, עם דגלים לרוחב רבים. יש גם אנדופלאגלה, כמו בספירוכטים, שנמצאים במרחב הפריפלזמי.
הליקובקטר פילורי הוא מאוד נייד, מכיוון שיש לו שש עד שמונה סמלונים חד-קוטביים. שיפוע pH דרך הריר מאפשר ל- H. pylori להתמצא ולהתבסס באזור הסמוך לתאי האפיתל. Pseudomonas יש סגלגל קוטבי, המציג כימוטקסיס מסוכרים וקשור לוירוליות.
מבנה הפלאלין
מאפיין בולט ברצף חלבון פלאגן הוא שהאזורים הטרמינליים ה N- וה- C שלהם שמורים מאוד, ואילו האזור המרכזי משתנה מאוד בין מינים ותת-מין של אותו סוג. יכולת יתר זו אחראית למאות סרוטיפים של סלמונלה spp.
מולקולות דגללין מתקשרות זו עם זו דרך האזורים הסופיים ומפרזזות ליצירת נימה. בכך, אזורי המסוף ממוקמים לכיוון החלק הפנימי של המבנה הגלילי של הנימה, ואילו המרכזי חשוף כלפי חוץ.
שלא כמו חוטי טובולין המ depolymerize בהעדר מלחים, אלה של חיידקים יציבים מאוד במים. כ- 20,000 יחידות תת טובולין מהוות נימה.
שני סוגים של פלגלין מתמרזרים בפילם H. pylori ו- Pseudomonas aeruginosa: FlaA ו- FlaB, המקודדים על ידי הגן fliC. FlaAs הטרוגניים ומחולקים לתת-קבוצות שונות, כאשר המונים מולקולריים משתנים בין 45 ל 52 kDa. ה- flaB הומוגני בעל מסה מולקולרית של 53 kDa.
לעיתים קרובות מתילוליות שאריות הליזין של פלגלינים. יתרה מזאת, ישנם שינויים נוספים כמו הגליקוזילציה של ה- FlaA והזרחן של שאריות טירוזין של ה- FlaB, שתפקידיהם הם בהתאמה וירוליות ואיתות ייצוא.
גידול חוט נימה בקטריות
ניתן לחסל את זליגת החיידקים באופן ניסיוני, וניתן ללמוד את התחדשותו. יחידות המשנה של הפלאלין מועברות דרך האזור הפנימי של מבנה זה. כאשר הם מגיעים לקצה, תת-היחידות מתווספות באופן ספונטני בעזרת חלבון ("חלבון כובע") הנקרא HAP2 או FliD.
סינתזת הנימה מתבצעת באמצעות הרכבה עצמית; כלומר, הפולימריזציה של פלגלין אינה דורשת אנזימים או גורמים.
המידע להרכבת הנימה נמצא ביחידת המשנה עצמה. לפיכך, תת המעטפות של הפלאלין מפולימרים ויוצרים אחד-עשר פרוטומנטים, המהווים אחת שלמה.
סינתזת הפלאלין של P. aeruginosa ו- Proteus mirabilis מעוכבת על ידי אנטיביוטיקה כמו אריתרומיצין, קלריתרומיצין ואזיטרומיצין.
Flagellin כפעיל של מערכת החיסון
המחקרים הראשונים הראו כי פלגלין, בריכוזים תת-אננומולריים, מסלמונלה, הוא גורם ממריץ חזק של ציטוקינים בקו תאים פרומונוציטים.
בהמשך, הוכח כי השראת התגובה הפרו-דלקתית כרוכה באינטראקציה בין פלגלין לקולטנים על פני תאי מערכת החיסון המולדת.
קולטני השטח העוסקים באינטראקציה עם דגלין הם מסוג toll-5 (TLR5). בהמשך, מחקרים עם דגלון רקומביננטי הראו שכאשר היה חסר את האזור הניתן להפעלה, הוא לא הצליח לגרום לתגובה חיסונית.
TLR5 קיימים בתאים של מערכת החיסון, כמו לימפוציטים, נויטרופילים, מונוציטים, מקרופאגים, תאים דנדריטים, תאי אפיתל ובלוטות לימפה. במעי, TLR5 מווסת את הרכב המיקרוביוטה.
חיידקים שליליים גראם משתמשים בדרך כלל במערכת ההפרשה מסוג III כדי לתרגם את הפלאלין לציטופלסמה של התא המארח, מה שמפעיל סדרה של אירועים תוך תאיים. לפיכך, פללין במדיום התוך תאי מוכר על ידי חלבונים ממשפחת NAIP (חלבון מעכב אפופטוזיס / משפחת NLR).
לאחר מכן, מתחם הפלאלין-NAIP5 / 6 מקיים אינטראקציה עם הקולטן דמוי NOD, מה שמייצר את תגובת המארח לזיהום ונזק.
פלאלין וצמחים
צמחים מזהים חלבון זה דרך מסלול חישה 2 (FLS2) המגלה חשיפה. האחרון הוא קינאז קולטני עשיר חוזר בלוצין והוא הומולוגי ל- TLR5. FLS ”מקיים אינטראקציה עם אזור מסוף N של דגלן.
כריכה של פלטין ל FLS2 מייצרת זרחן של מסלול הקינאז MAP, שמגיע לשיאו בסינתזה של חלבונים המתווכים הגנה מפני זיהום על ידי פטריות וחיידקים.
בחלק מהצמחים של צלליות הלילה יכול פללין גם להיקשר לקולטן FLS3. בדרך זו הם מגנים על עצמם מפני פתוגנים המתחמקים מההגנה המתווכת על ידי FLS2.
Flagellin ככלי עזר
תוסף מזון הוא חומר המגביר את התגובה התאית או ההומוריסטית לאנטיגן. מכיוון שחיסונים רבים מייצרים תגובה חיסונית לקויה, נדרשים חומרים מסייעים טובים.
מחקרים רבים הדגימו את יעילותו של פלאגן כתוסף מזון. חקירות אלה כללו שימוש בפללין רקומביננטי בחיסונים, שהוערכו באמצעות מודלים של בעלי חיים. עם זאת, חלבון זה טרם עבר את שלב הראשון של הניסויים הקליניים.
בין הפלאלינים הרקומביננטיים שנחקרו הם: פללין - אפיטופ 1 של נגיף השפעת המטוגלוטינין; flagellin-epitope של Schistosoma mansoni; flagellin - רעלן יציב בחום מאי קולי; flagellin - חלבון משטח פלסמודיום 1; ופלטין - מעטפת חלבון של נגיף הנילוס, בין השאר רקומביננטים.
ישנם יתרונות מסוימים בשימוש בפלגלין כתוסף בחיסונים לשימוש אנושי. יתרונות אלה הם כדלקמן:
1) זה יעיל במינונים נמוכים מאוד.
2) הם אינם מעוררים את תגובת ה- IgE.
3) ניתן להכניס את רצף התוספות אחר, Ag, לרצף הפלאלין מבלי להשפיע על מסלול האיתות של דגלן באמצעות TLR5.
שימושים אחרים בפלאלין
מכיוון שגנים של flagellin מראים שונות רבה, הם יכולים לשמש לגילויים ספציפיים, או לצורך זיהוי מינים או זנים.
לדוגמא, השילוב של PCR / RFLP שימש לחקר התפלגות ופולימורפיזם של גנים של דגלים במבודדי E. coli מצפון אמריקה.
הפניות
- חג'אם, רשות העתיקות, דר, פנסילבניה, שחנאוואז, I., Jaume, JC, Lee, JH 2017. דגלון חיידקי - גורם חזק לחיסון נגד חיסון. רפואה ניסיונית ומולקולרית, 49, e373.
- Kawamura-Sato, K., Inuma, Y., Hasegawa, T., Horii, T., Yamashino, T., Ohta, M. 2000. השפעת ריכוזי תת עכבות של מקרולידים על ביטוי של פללין ב Pseudomonas aeruginosa ו- Proteus mirabilis. סוכנים אנטי-מיקרוביאלים וכימותרפיה, 44: 2869–2872.
- Mizel, SB, Bates, JT 2010. Flagellin כאמצעי עזר: מנגנונים סלולריים ופוטנציאל. כתב העת לאימונולוגיה, 185, 5677-5682.
- Prescott, LM, Harley, JP, Klain, SD 2002. Microbiology. מק גראוו-היל, ניו יורק.
- שכטר, מ. 2009. אנציקלופדיית השולחן למיקרוביולוגיה. העיתונות האקדמית, סן דייגו.
- Winstanley, C., Morgan, AW 1997. גן ה flagellin החיידקי כסמן ביולוגי לגילוי, גנטיקה של האוכלוסייה וניתוח אפידמיולוגי. מיקרוביולוגיה, 143, 3071-3084.