Produkce a sekrece faktorů virulence Bordetella pertussis

Abstract

Bordetella pertussis je lidský patogen, který způsobuje infekční onemocnění nazývané černý či dávivý kašel. K úspěšné infekci a kolonizaci hostitele využívá řadu faktorů virulence, jako jsou toxiny (adenylát cyklázový toxin, pertuzový toxin) a adheziny (filamentózní hemaglutinin, pertaktin, fimbrie). Kromě těchto hlavních faktorů byl u rodu Bordetella nalezen také sekreční systém typu 3 (T3SS), který má schopnost dopravit efektorové proteiny přímo do cytoplazmy hostitelské buňky. V návaznosti na naší předchozí charakterizaci delečního mutanta genu kódujícího RNA chaperonu Hfq (Δhfq), která prokázala, že protein Hfq je nezbytný pro řádnou funkci T3SS, byly připraveny a purifikovány rekombinantní proteiny BopB, BopD, BopC, BopN. Jejich pomocí byly získány specifické protilátky potřebné ke studiu funkčnosti sekrečního systému a buněčné lokalizace těchto proteinů. Pomocí získaných protilátek byla poprvé detekována in vitro sekrece proteinu BopC kmenem B. pertussis po pasáži v lidských makrofázích. Rovněž byly využity izolované rekombinantní translokátory BopB a BopD k testování jejich pórotvorné aktivity. Dále byla porovnána produkce proteinů v divokém a Δhfq kmenu před i po pasáži v lidských makrofázích. Byly zjištěny rozdíly v množství sekretovaných a membránových proteinů a některé z těchto proteinů...

Bordetella pertussis is a strictly human pathogen and causative agent of infectious respiratory disease called whooping cough. In order to establish successful infection and colonization of the host, B. pertussis uses a broad spectrum of virulence factors such as adhesins (filamentous hemagglutinin, pertactin, and fimbriae) and toxins (adenylate cyclase and pertussis toxins). In addition, the type 3 secretion system (T3SS) was also found in the genus Bordetella. In connection to our previous characterisation of B. pertussis strain lacking the gene encoding RNA chaperone Hfq (Δhfq), which proved that Hfq is required for T3SS functionality, the recombinant T3SS proteins BopB, BopD, BopC and BopN were purified to homogeneity. Next, the specific antibodies were obtained using purified recombinant proteins in order to study the production of the T3SS components in B. pertussis. Using refined anti- BopC antibodies it was for the first time shown that laboratory-adapted B. pertussis strain secretes BopC protein into medium. The recombinant translocators BopB and BopD were also used to examine their pore-forming activity using planar black lipid membranes. Based on the characterisation of hfq deletion mutant, having impaired production of membrane proteins when compared to the wild type, mass spectrometry...