Vliv vápenatých iontů a cholesterolu na kanálotvornou aktivitu Adenylát-cyklázového toxinu

Abstract

1 Abstrakt Adenylát-cyklázový toxin (CyaA) je jedním z hlavních virulenčních faktorů bakterie Bordetella pertussis, která způsobuje onemocnění černý kašel. CyaA působí na hostitelskou buňku dvěma možnými, na sobě nezávislými, způsoby. Jedním je tvorba malých kationt-selektivních kanálů, která může vést až ke koloidně osmotické lyzi cílových buněk. Druhým je rozvrat buněčné signalizace po translokaci adenylát- cyklázové (AC) domény do cytozolu hostitelské buňky, což vede k přeměně ATP na cyklické AMP. V nedávné době bylo dokázáno, že cholesterol má vliv na průběh endocytózy CyaA. CyaA translokuje svou AC doménu až po přesunu celé molekuly CyaA do místa bohatého na cholesterol, tzv. lipidového raftu (Bumba et al. 2010). V této práci jsem se zabývala vlivem cholesterolu na kanálotvornou aktivitu a iontovou selektivitu CyaA kanálů. Pro měření byla užívána umělá membrána obohacená o cholesterol. Kanály CyaA jsou závislé na elektrickém napětí. Pro zabudování molekuly CyaA do membrány je potřeba kladného elektrického napětí na straně toxinu. Snažila jsem se zjistit, zda má hodnota vloženého elektrického napětí na membránu vliv na dobu otevření kanálu a dobu, za kterou se molekula CyaA zabuduje do membrány. Pro toxickou aktivitu CyaA jsou zásadní vápenaté ionty. Jsou potřeba pro hemolytickou aktivitu i pro přenos...

1 Abstract Adenylate cyclase toxin (CyaA) is one of the major virulence factors of bacterium Bordetella pertussis, which is a causative agent of whooping cough. CyaA belongs to the family of RTX toxin-hemolysins. The toxin targets primarily cells expressing integrin receptor CD11b/CD18 but it can also penetrate cells lacking this receptor. CyaA acts on host cells by two independent activities. One is formation of small cation-selective channels, which can lead to colloid osmotic lysis of target cells. The second is disruption of cell signaling through the translocation of the adenylate cyclase (AC) domain to host cell cytosol, which leads to the conversion of ATP into cyclic AMP. It was recently shown that cholesterol affects endocytosis of CyaA. CyaA translocates it's AC domain after relocation of CyaA molecule to the cholesterol-rich lipid raft (Bumba et al. 2010). In this work I examined the effect of cholesterol on channel- forming activity and selectivity of ion channels created by CyaA. For measurements I used artificial membranes enriched with cholesterol. CyaA channels are voltage-dependent. The positive membrane potential on the side of toxin is rquired for incorporation of CyaA molecule into cell membrane. I tried to find out whether the value of voltage has effect on channels opening time....