Faktory přispívající k adaptaci lidského patogenu Bordetella pertussis na stresové podmínky

Abstract

The role of bivalent metals as cofactors in various enzymes is essential for all domains of life. Their importance can be seen in interactions of hosts with patogens such as Bor- detella pertussis. This bacterium has several mechanisms that protect it from oxidative stress in phagosomes of immune cells. One example is Mn-dependent enzyme superoxide dismutase. Phagosome itself is an environment with limiting concentrations of several key bivalent metals. Thus, the transport of these metals must be controlled to ensure sufficent concentration for enzymatic activity and prevent from toxic cumulation and mismetallation. This study focuses on a particular locus BP3083-BP3077 that is highly expressed in B. pertussis surviving after internalization by THP-1 macrophages. The locus consists of two transporters, one of which shares homology with SitABCD Mn2` impor- ter of Salmonella enterica and is regulated by Fur family repressor. Bacterial cells were exposed to toxic concentrations of several bivalent metals and the level of gene expres- sion was studied by RT-qPCR. Deletion mutants were used for examination of bacterial phenotype. Results of the study show that the locus encodes Mn2` and Co2` transporters and becomes negatively regulated by Fur family repressor in toxic concentration of Co2` . The...

Role dvojmocných kovů jako kofaktorů v celé řadě enzymů je klíčová pro všechny domény života. Uplatňují se i v interakci mezi hostitelem a patogenem, jakým je Borde- tella pertussis. Tato bakterie má několik mechanizmů obrany vůči oxidativnímu stresu, kterému je vystavena ve fagozomu imunitních buněk. Patří sem například enzym super- oxiddismutáza, který využívá Mn2` jako kofaktor. Právě ve fagozomu je ovšem limitující koncentrace důležitých kovů a je proto nezbytné regulovat import Mn2` , aby byla hladina dostatečná pro funkci enzymu a přitom nedocházelo ke kumulaci a toxickému efektu mis- metalace. Tato práce je zaměřena na studium vybraného lokusu BP3083-BP3077, jež je u B. pertussis exprimován ve vyšší míře při přežívání bakterie uvnitř makrofágů THP-1. Obsahuje dva souhlasně orientované transportéry, z čehož jeden je homolog Mn2` impor- téru SitABCD u Salmonella enterica a regulaci zajišťuje divergentně orientovaný represor. V práci je studován vliv toxické koncentrace kovů na expresi zkoumaných transportérů pomocí RT-qPCR a zároveň využití delečních mutant pro sledování fenotypu bakterií. Výsledky práce naznačují, že lokus kóduje transportéry Mn2` a Co2` , přičemž je nega- tivně regulován při toxických koncentracích Co2` Fur proteinem. Homeostáze Fe, Mn a Co podléhá řadě komplexních regulací...