Стафопаин А (золотистый стафилококк) - Staphopain A (Staphylococcus aureus)


Стафопаин А
PDB 1cv8 EBI.jpg
Идентификаторы
Номер ЕС3.4.22.48
Количество CAS347841-89-8
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
БРЕНДАBRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
PDB структурыRCSB PDB PDBe PDBsum

Стафопаин А (ЕС 3.4.22.48, ScpA, ScpAaur, стафилопаин А, стафилококковая цистеиновая протеиназа) является секретным цистеиновая протеаза произведено Золотистый стафилококк. Впервые он был идентифицирован в штамме S. aureus V8 как папаин-подобная цистеиновая протеаза. Протеаза отличается от других основных протеаз S. aureus своей очень широкой специфичностью и способностью разрушать эластин.[1][2]

Генетика

Стафопаин А, выраженный ген scpA в пределах scp оперон. Оперон также содержит ген scpB для стафостатина А (специфический ингибитор стафопаина А), вниз по течению из scpA.[3][4]

Стафопаин A в значительной степени экспрессируется совместно с тремя другими основными протеазами S. aureus: ауреолизин, глутамилэндопептидаза, и стафопаин B. Транскрипция scp происходит через промотор, контролируемый "ведение домашнего хозяйства " фактор сигма σА и активируется дополнительным регулятором гена агр. Он также подавляется дополнительным регулятором стафилококка. Сара и альтернативным сигма-фактором σB (модулятор стрессовой реакции Грамположительные бактерии ). ssp экспрессия сильно выражена в постэкспоненциальной фазе роста.[4] Более сложная сеть модуляторов и условий окружающей среды, влияющих на ssp выражение было предложено, однако. Также наблюдалась повышающая регуляция ауреолизина во время фагоцитоза.[5][6]

В scpA ген имеет высокую распространенность в геноме обоих комменсальный - и патогенный -тип S. aureus напряжения.[7]

Активация и запрещение

Стафопаин А представляет собой неактивный зимоген. Однако, в отличие от других протеаз, он, по-видимому, подвергается быстрой автокаталитической активации. Таким образом, он также не зависит от каскада активации трех других протеаз.[4][8]

S. aureus экспрессирует внутриклеточный ингибитор стафостатин А, специфичный против стафопаина А. Поскольку активация стафопаина А может произойти до того, как он будет секретирован бактериями, стафостатин действует как предотвращение вредной внутриклеточной активности протеазы.[3][8][9]

Функция

Стафопаин А обладает эластинолитическим действием в степени, примерно равной степени нейтрофильная эластаза, и имеет очень широкую протеолизную специфичность.[1][2][10]

Стафопаин А ингибируется фосфорилированным цистатин α и α2-макроглобулин.[1][2]

Стафопаин А может расщеплять и снижать активность α1-антитрипсин,[1][2] и отключить несколько компонентов системы комплемента.[11]

Биологическое значение

Было показано, что стафопаин А ингибирует активацию системы комплемента за счет расщепления компонентов, которые являются частью всех трех путей активации (классический, альтернативный и лектиновый). Это показывает дуплексную роль в влиянии на хемотаксис; при инактивации рецептора CXCR2 нейтрофилов генерирует активный фрагмент C5a C5 (хотя и инактивирует C5b).[11][12] Тем не менее, пока не доказано какое-либо существенное влияние на исход инфекции. Ингибирование стафопаина А фосфорилированным цистатином α действительно предотвращало образование колоний в тканях кожи, но этот эффект также можно отнести к стафопаину B. Мутация scpA не показали никакого влияния на исход ни кожного абсцесса, ни модели септического артрита.[4][13][14][15] Перекрывающаяся активность с другими протеазами, а также сложность детерминант вирулентности и среды в месте инфицирования затрудняют определение влияния протеазы на патогенез.[1][2]

Эластинолитические свойства протеазы могут способствовать распространению бактерий, а также симптоматически разрушать соединительную ткань.[1][2][10]

Стафопаин А участвует в S. aureus саморегулирующиеся события, путем изменения фенотипа бактерий путем расщепления поверхностных белков и предотвращения образования биопленок.[1][16]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Кантыка Т., Шоу Л.Н., Потемпа Дж. (Январь 2013 г.). Ролингс Н.Д., Сальвесен Г. (ред.). Справочник протеолитических ферментов. Академическая пресса. С. 2150–2157. Дои:10.1016 / b978-0-12-382219-2.00483-х. ISBN  9780123822192.
  2. ^ а б c d е ж Дубин Г. (июль 2002 г.). «Внеклеточные протеазы Staphylococcus spp.». Биологическая химия. 383 (7–8): 1075–86. Дои:10.1515 / BC.2002.116. PMID  12437090.
  3. ^ а б Филипек Р., Ржихон М., Олекси А., Груца М., Дубин А., Потемпа Дж., Бохтлер М. (октябрь 2003 г.). «Комплекс стафостатин-стафопаин: ингибитор прямого связывания в комплексе с его целевой цистеиновой протеазой». Журнал биологической химии. 278 (42): 40959–66. Дои:10.1074 / jbc.M302926200. PMID  12874290.
  4. ^ а б c d Шоу Л., Голонка Е., Потемпа Дж., Фостер С.Дж. (январь 2004 г.). «Роль и регуляция внеклеточных протеаз Staphylococcus aureus». Микробиология. 150 (Pt 1): 217–28. Дои:10.1099 / мик. 0.26634-0. PMID  14702415.
  5. ^ Оскарссон Дж., Тегмарк-Виселл К., Арвидсон С. (октябрь 2006 г.). «Скоординированный и дифференциальный контроль транскрипции ауреолизина (aur) и сериновой протеазы (sspA) в Staphylococcus aureus с помощью sarA, rot и agr (RNAIII)». Международный журнал медицинской микробиологии. 296 (6): 365–80. Дои:10.1016 / j.ijmm.2006.02.019. PMID  16782403.
  6. ^ Линдси Дж. А., Фостер С. Дж. (Сентябрь 1999 г.). «Интерактивные регуляторные пути контролируют продукцию и стабильность детерминант вирулентности в ответ на условия окружающей среды у Staphylococcus aureus». Молекулярная и общая генетика. 262 (2): 323–31. Дои:10.1007 / s004380051090. PMID  10517329.
  7. ^ Здзалик М., Карим А.Ю., Вольски К., Буда П., Войчик К., Брюггеманн С., Войцеховски П., Эйк С., Каландер А.М., Йонссон И.М., Кубица М., Полаковска К., Медзобродски Дж., Владыка Б., Потемпа Дж., Дубин Г. (ноябрь 2012 г.) ). «Преобладание генов, кодирующих внеклеточные протеазы у Staphylococcus aureus - важных мишеней, запускающих иммунный ответ in vivo». FEMS Иммунология и медицинская микробиология. 66 (2): 220–9. Дои:10.1111 / j.1574-695X.2012.01005.x. PMID  22762789.
  8. ^ а б Никерсон Н., ИП Дж., Пассос Д. Т., МакГэвин М. Дж. (Январь 2010 г.). «Сравнение механизмов активации предшественников стафопаина А (ScpA) и B (SspB) показывает уникальную кинетику секреции proSspB (стафопаин B) и различное взаимодействие с его родственным стафостатином, SspC». Молекулярная микробиология. 75 (1): 161–77. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2009.06974.x. PMID  19943908.
  9. ^ Дубин Г. (январь 2003 г.). «Защита от собственного оружия: стафилококковые цистеиновые протеазы и их ингибиторы» (PDF). Acta Biochimica Polonica. 50 (3): 715–24. PMID  14515151.
  10. ^ а б Потемпа Дж, Дубин А., Корзус Дж., Трэвис Дж. (Февраль 1988 г.). «Разложение эластина цистеиновой протеиназой из Staphylococcus aureus». Журнал биологической химии. 263 (6): 2664–7. PMID  3422637.
  11. ^ а б Юско М., Потемпа Дж., Кантыка Т., Белецкая Е., Миллер Х. К., Калинска М., Дубин Г., Гарред П., Шоу Л. Н., Блом А. М. (январь 2014 г.). «Протеазы стафилококка помогают уклоняться от системы комплемента человека». Журнал врожденного иммунитета. 6 (1): 31–46. Дои:10.1159/000351458. ЧВК  3972074. PMID  23838186.
  12. ^ Лаарман AJ, Mijnheer G, Mootz JM, van Rooijen WJ, Ruyken M, Malone CL, Heezius EC, Ward R, Milligan G, van Strijp JA, de Haas CJ, Horswill AR, van Kessel KP, Rooijakkers SH (август 2012 г.). «Staphylococcus aureus Staphopain A ингибирует CXCR2-зависимую активацию нейтрофилов и хемотаксис». Журнал EMBO. 31 (17): 3607–19. Дои:10.1038 / emboj.2012.212. ЧВК  3433787. PMID  22850671.
  13. ^ Такахаши М., Тэдзука Т., Корант Б., Катунума Н. (январь 1999 г.). «Ингибирование цистеиновой протеазы и роста Staphylococcus aureus V8 и полиовируса с помощью фосфорилированного конъюгата цистатина альфа кожи». БиоФакторы. 10 (4): 339–45. Дои:10.1002 / биоф.5520100404. PMID  10619701.
  14. ^ Каспшиковски Ф., Шален С., Каспшиковска Р., Ястшебска Б., Грабб А. (июль 2000 г.). «Синтез и антибактериальные свойства пептидильных производных и циклопептидов, структурно основанные на ингибирующем центре человеческого цистатина С. Диссоциация антипротеолитических и антибактериальных эффектов». APMIS. 108 (7–8): 473–81. Дои:10.1034 / j.1600-0463.2000.d01-85.x. PMID  11167542.
  15. ^ Каландер А.М., Йонссон И.М., Кант А., Арвидссон С., Шоу Л., Фостер С.Дж., Тарковски А. (февраль 2004 г.). «Влияние экспрессии стафилококковой протеазы на исход инфекционного артрита». Микробы и инфекции. 6 (2): 202–6. Дои:10.1016 / j.micinf.2003.10.015. PMID  14998519.
  16. ^ Mootz JM, Malone CL, Shaw LN, Horswill AR (сентябрь 2013 г.). «Стафопаины регулируют целостность биопленки Staphylococcus aureus». Инфекция и иммунитет. 81 (9): 3227–38. Дои:10.1128 / IAI.00377-13. ЧВК  3754231. PMID  23798534.