Идентифицирован важный компонент клеточной оболочки возбудителя болезни Лайма

Белок NapA боррелий обеспечивает целостность их клеточной стенки. Выделение во внешнюю среду фрагментов пептидогликана, ассоциированных с NapA, может быть причиной воспаления и болей при артрите, которым сопровождается болезнь Лайма.

Credit:
Juan Gaertner | 123rf.com

Болезнь Лайма, или боррелиоз, на ранних стадиях проявляется головной болью, лихорадкой, болью в мышцах, характерной сыпью, а при отсутствии лечения может вызвать серьезные осложнения, затрагивающие разные ткани и органы. Возбудитель этой инфекции, грамотрицательная бактерия Borrelia burgdorferi, переносится клещами. Ученые из США идентифицировали пептидогликан-ассоциированный белок (PAP) патогена и описали его функции.

Оболочка грамотрицательных бактерий состоит из внешней мембраны, внутренней мембраны и периплазматического пространства между ними. В периплазме находится биополимер пептидогликан, защищающий клетку от разрывов. Его положение определяют PAP, а их отсутствие приводит к серьезным нарушениям жизнедеятельности бактерий.

Авторы новой работы выделили пептидогликан B. burgdorferi и связанный с ним клеточный материал. Они обработали смесь трипсином, чтобы расщепить PAP на фрагменты и удалить высвободившийся пептидогликан. С помощью жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии ученые проанализировали получившиеся пептиды и определили, что они соответствуют белку NapA (BB0690). Известно, что он участвует в ответе на окислительный стресс и взаимодействует с иммунной системой организма-хозяина.

С помощью иммунофлуоресцентного анализа исследователи выяснили, что в клетке этот белок локализуется в цитоплазме и периплазме и действительно ассоциирован с пептидогликаном. Кроме того, мутантные бактерии, у которых отсутствует NapA, демонстрировали дефекты клеточной стенки, медленнее размножались и были более уязвимы для экзогенного стресса.

Удлинение бактерии в процессе жизненного цикла требует синтеза пептидогликана. Встраивание новых пептидогликановых мультимеров в растущую клеточную стенку требует внесения разрывов в существующую структуру. При этом во внешнюю среду выделяются мономеры пептидогликана. Ученые установили, что у B. burgdorferi фрагменты пептидогликана, ассоциированные с NapA, секретируются в составе мембранных пузырьков. Это важное открытие, так как ранее было установлено, что мономеры пептидогликана могут вызывать у больных артритом Лайма воспаление и боли. Кроме того, в экспериментах с мононуклеарными клетками периферической крови было показано, что пептидогликан, ассоциированный с NapA, увеличивает уровень интерлейкина-17 и вызывать более выраженную миграцию нейтрофилов, чем пептидогликан B. burgdorferi, лишенных NapA.

«Мы думаем, что коварство NapA двояко: на ранней стадии заражения, когда бактерии умирают и высвобождают NapA и пептидогликан, белок действует как приманка для привлечения иммунных клеток, что позволяет жизнеспособным бактериям ускользать и вызывать болезнь. На более поздних стадиях болезни он может привлекать иммунные клетки к пептидогликану, молекуле, вызывающей воспаление и артрит», — комментирует руководитель работы Брэндон Ютрас, доцент Политехнического университета Виргинии. По мнению Ютраса, результаты работы могут быть в дальнейшем использованы для создания вакцин против болезни Лайма или ее диагностики.

Источник

Davis MM, Brock AM, DeHart TG, et al. // The peptidoglycan-associated protein NapA plays an important role in the envelope integrity and in the pathogenesis of the lyme disease spirochete. // PLOS Pathogens. 2021;17(5):e1009546; DOI: 10.1371/journal.ppat.1009546

Цитата по пресс-релизу

Добавить в избранное

Вам будет интересно