Identifikace aminokyselinových zbytků v acylované doméně RTX toxinů podílejících se na vazbě acyltransferázy

Abstract

Both adenylate cyclase toxin (CyaA) and α-hemolysin (HlyA) are members of Repeats in ToXins (RTX) cytolysins that play key roles in the virulence of Bordetella pertussis and Escherichia coli, respectively. Bacterial RTX toxins represent a growing group of proteins produced by gram- negative bacteria. These pore-forming RTX toxins share several notable common features: (1) they require post-translational activation by attachment of fatty acid chains to two lysine residues; (2) they contain a hydrophobic domain that forms cation-selective pores in target cell membranes; (3) they are secreted by a type I secretion system; (4) after secretion, they become biologically active by binding of Ca2+ to the nonapeptide glycine- and aspartate-rich repeats. CyaA translocates a unique AC enzyme to the cytosol of phagocytes and subverts their bactericidal functions by unregulated conversion of ATP to cAMP. CyaA and HlyA also permeabilize the cell membrane of eukaryotic cells through cation-selective pores. Both toxins preferentially bind to cells expressing β2 integrins but can also interact with a variety of cells that do not express integrins or with naked lipid membranes. Both toxins are activated from protoxin form by post- translational acylation mediated by a specific acyltransferase. CyaA is activated by...

Adenylát-cyklázový toxin (CyaA) a α-hemolysin (HlyA) patří do rodiny RTX toxinů, které hrají klíčovou roli v patogenezi bakterií Bordetella pertussis a Escherichia coli. Bakteriální RTX toxiny jsou produkovány gram-negativními bakteriemi a mají několik význačných společných vlastností: (1) vyžadují posttranslační aktivaci připojením řetězců mastných kyselin na dvě lysinová residua toxinu; (2) obsahují hydrofobní doménu, která v membránách cílových buněk vytváří kation- selektivní póry; (3) jsou sekretovány sekrečním systémem typu I; (4) po sekreci se stávají biologicky aktivními díky vazbě Ca2+ do opakujících se sekvencí bohatých na glycin a aspartát. CyaA přenáší adenylát-cyklázový enzym do cytozolu fagocytů a po vazbě vnitrobuněčného kalmodulinu narušuje jejich baktericidní funkce nekontrolovanou přeměnou ATP na cAMP. CyaA a HlyA také vytvářejí kation-selektivní póry, které permeabilizují membránu eukaryotických buněk. Oba toxiny se preferenčně váží na buňky nesoucí na svém povrchu β2 integriny, ale mohou interagovat se širokým spektrem eukaryotických buněk nebo i čistými lipidovými membránami. Aktivace obou toxinů z formy protoxinu probíhá modifikací za přítomnosti specifických acyltransferáz. CyaA je aktivován acyltransferázou CyaC, kdežto HlyA je aktivován acyltransferázou HlyC. Tato...