Curli

-
sekretionskanalidentifierare
3X2R.png
Organism Escherichia coli (stam K12), Salmonella spp.
Symbol CsgG
Entrez 945619
PDB 3X2R
RefSeq (mRNA) NC_000913.3
RefSeq (Prot) NP_415555.1
UniProt P0AEA2
Övriga uppgifter
Kromosom Genomisk: 1,1 - 1,1 Mb
Söka efter
Strukturer Schweizisk modell
Domäner InterPro
Probiotika-associerade terapeutiska curli-hybrider (PATCH)

Curli -proteinet är en typ av amyloidfiber som produceras av vissa stammar av enterobakterier . De är extracellulära fibrer som finns på bakterier som E. coli och Salmonella spp. Dessa fibrer tjänar till att främja cellsamhällets beteende genom biofilmbildning i den extracellulära matrisen . Amyloider är associerade med flera mänskliga neurodegenerativa sjukdomar såsom Alzheimers sjukdom, Huntingtons sjukdom, Parkinsons sjukdom och prionsjukdomar. Studiet av curli kan hjälpa till att förstå mänskliga sjukdomar som tros uppstå från felaktig bildning av amyloidfiber. Curli pili är vanligtvis sammansatta genom den extracellulära kärnbildnings-/utfällningsvägen.

Genbiosyntes och reglering

Ett bekvämt sätt att identifiera gener som är viktiga för curliproduktionen är genom att odla lockiga bakterier på tallrikar kompletterade med kongorött diazofärgämne, vilket orsakar ett rött skifte. Curli-fibrer, och därmed curli-proteinet, kodas av två divergent transkriberade operoner i E. coli: csgBAC- och csgDEFG-operonerna. Totalt kodar dessa operoner för minst sju proteiner. AgfBA- och agfDEFG-operonerna, som har identifierats i Salmonella spp., är homologa med csgBAC- och csgDEFG-operonerna. csgBAC-operonet är ansvarigt för att koda de tre proteinerna CsgB, CsgA och CsgC - alla ansvariga för antingen den huvudsakliga subenhetsbildningen inom curli fiberal eller hämningen av den. csgDEFG-operonet kodar för proteinerna CsgD, CsgE, CsgF och CsgG och ansvarar för sammansättning, translokation och reglering av curli-proteinet.

CsgD är en positiv transkriptionell regulator av csgBAC-operonet, men reglerar inte sitt eget uttryck. CsgBA-operonet kodar för den huvudsakliga strukturella subenheten av curli, CsgA, såväl som kärnbildarproteinet, CsgB. Ytterligare forskning behöver fortfarande utföras för att se vad som stimulerar CsgD-uttryck eller aktivitet, men vissa bevis tyder på att dess aktivering orsakas av fosforyleringen av en asparaginsyrarest i den N-terminala mottagardomänen. Eftersom CsgD måste vara närvarande för csgBA-promotoraktivitet, föreslås det därför att regulatorer av CsgD-uttryck också påverkar uttrycket av csgBA.

Många miljösignaler spelar en roll i curli-genuttrycket. Man har länge trott att bakterietillväxt vid en temperatur under 30 °C främjar curli-genexpression. Det är dock nu känt att curli-uttryck är stam- och tillståndsspecifikt. Till exempel kan mutationer till CsgD-promotorn resultera i curli-uttryck vid 37 °C. Dessutom, när det finns brist på salt och näringsämnen som kväve, fosfat eller järn, stimuleras curli-genuttrycket.

Funktioner

Amyloider har kopplats till sjukdomar som Alzheimers, Parkinsons, Huntingtons, lupus, bland många andra. Curli-proteinet anses vara ett PAMP ( Pathogen-associated molecular pattern ); dess β-arkstruktur känns igen i det medfödda immunsystemet och aktiverar TLR2 (Toll-Like Receptor 2). Detta orsakar sedan ett nedströmssvar genom att producera ett pro-inflammatoriskt svar där proinflammatoriska cytokiner och kemokiner rekryteras för att initiera inflammationssvaret.

Curli har dock ytterligare funktioner (således myntades som en "funktionell amyloid") inklusive att vara en viktig komponent i biofilmen som genereras av gramnegativa bakterier såsom E. coli och Salmonella spp. Dessa biofilmer tillåter gramnegativa bakterier att bättre kolonisera i en given miljö, vilket skyddar dem från oxidativ stress och uttorkning. Dessa biofilmer kräver dock mycket oro. Eftersom dessa biofilmer gör det möjligt för bakterierna att överleva kemiska och fysiska stressfaktorer i sin miljö, gör de inte bara patienterna mer mottagliga för infektion när de använder delade apparater, utan curli och andra biofilmer har visat sig minska de infekterade individernas immunsvar och antimikrobiella medel. . Både Curli-proteiner och biofilmer är mycket resistenta mot kemiska stressfaktorer till en punkt där starkare förbehandling krävs för att curli ska brytas ned eller lösas upp i natriumdodecylsulfat ( SDS ).

Curlifibrer som skapas är involverade i många olika typer och funktioner i cellen såsom för cellaggregation, fungerar som adhesiv för olika proteiner till cellens yta, används vid biofilmbildning av vissa bakterier och innehåller kemikalier för kvorumavkänning, samt spelar en viktig roll i inflammatorisk respons hos individer. Curlibildning måste också regleras kraftigt eftersom dess ackumulering leder till amyloidliknande proteinaggregationer i organismen vilket leder till förstörelse av vägen och stör cellsignaleringen.

Strukturera

Curliproteinets huvudkomponenter (subenheter) består av CsgA- och CsgB-proteinet.

CsgA

CsgA är huvudsubenheten av curliproteinet och väger cirka 13,1 kiloDalton. Detta protein består av tre domäner som har en tendens att aggregera och bilda amyloidfibriller: en enda peptid, en 22-aminosyror N-terminal sekvens (används för utsöndring) och en amyloid kärndomän vid den C-terminala sekvensen. Amyloidkärndomänen är sammansatt av 5 upprepade (men inte exakta) sekvenser som kretsar kring sekvensen: Ser-X5- Gln -X-Gly-X-Gly-Asn-X-Ala-X3 - Gln. Denna upprepande sekvens är den karakteristiska underenheten som bildar dess aggregerade p-ark .

CsgB

CsgB, även känd som den mindre subenheten, krävs för kärnbildning och organisering av CsgA till en curli-fiber på cellytor. CsgB har en mycket liknande upprepad sekvens som den för CsgA med undantaget att en av de 5 upprepande sekvenserna innehåller ytterligare aminosyror: Lys133, Arg140, Arg14 och Arg151. Denna förändring i den slutliga subenheten (känd som R5-subenheten) krävs. Utan närvaron av R5-subenheten, eller förändringarna inom subenheten, utsöndras CsgA från cellen i en opolymeriserad form och kan inte bildas ordentligt på cellytor.

CsgC

CsgC-subenheten upptäcktes först nyligen för att förhindra aggregation och polymerisation av CsgA-proteinet. Utan det finns det en chans för amyloidfibrillerbildning och till och med celldöd. Flera experiment som isolerade CsgC bort från CsgA- och CsgB-subenheten fick CsgA att aggregera till fibriller, vilket möjligen kan leda till nedströmseffekter som ses vid sjukdomar som Alzheimers. Molförhållandet som krävs för att CsgC ska hämma CsgA är 1:500, vilket betyder att endast 1 CsgC-protein krävs för att hämma 500 CsgA-proteiner från att bilda amyloidfibrillstrukturer. Det antas att CsgC därför anses vara en chaperon eftersom det förhindrar ytterligare CsgA-kärnbildning och tillåter CsgA att bilda sin rätta struktur istället för att aggregeras.

Vidare läsning

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Curli&oldid=1089439546 "