Role lipidových raftů při průniku adenylátcyklázového toxinu Bordetella pertussis cytoplasmatickou membránou

Abstract

Bordetella pertussis způsobuje u lidí infekční onemocnění černý kašel. Tato gramnegativní bakterie produkuje adenylátcyklázový toxin (CyaA), což je člen rodiny RTX proteinů. Toxin váže CD11b/CD18 integrinový receptor myeloidních fagocytů a dopravuje do jejich cytosolu enzym adenylátcyklázu, která po aktivaci kalmodulinem katalyzuje přeměnu ATP na důležitou signální molekulu cAMP. Tím dojde k rychlému nárůstu cAMP uvnitř buňky vedoucímu k narušení mikrobicidní schopnosti fagocytů. Nejnovější výsledky ukazují, že translokace katalytické adenylátcyklázové domény napříč buněčnou membránou probíhá ve dvou krocích. Po úvodní vazbě CyaA na toxinový receptor nastane nejprve toxinem zprostředkovaný vtok vápenatých iontů do buňky, což indukuje přesun toxin-receptorového komplexu do lipidového raftu, kde dojde k translokaci adenylátcyklázové domény přes cytoplasmatickou membránu. Objevením tohoto dvoukrokového mechanismu bylo vytvořeno nové paradigma pro membránovou translokaci toxinů z rodiny RTX.

The bacterium Bordetella pertussis is the causative agent of pertussis or whooping cough. The main virulent factor of this gram-negative bacterium is adenylate cyclase toxin, a member of the RTX protein family. After secretion, the toxin binds to CD11b/CD18 integrin receptor of myeloid phagocytic cells and consequently translocates its adenylate cyclase enzyme (AC) into the cytosol of the host cells. In the cytosol, the AC is activated by calmodulin, followed by rapid conversion of ATP into the signaling molecule cAMP, resulting in paralysis of bactericidal functions of phagocytic cells. Recently it was shown that translocation of the catalytic AC domain into the cytosol proceeds in two steps. After binding of CyaA to the receptor, the influx of calcium ions into the cell occurs. High local concentration of calcium induces the translocation of the CyaA- CD11b/CD18 complex into the lipid raft, where the translocation of adenylate cyclase enzyme into cytosol occurs. This work is aiming on the description of the new established paradigm dealing with membrane translocation of RTX toxins.