아우렐리신

Aureolysin
PDB 1bqb EBI.jpg
식별자
EC 번호3.4.24.29
CAS 번호39335-13-2
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아우렐리신(EC 3.4.24.29, 단백질분해효소 III, 포도상구균 금속단백질효소, 황색포도상구균 중성단백질효소)은 황색포도상구균에 [1][2][3][4][5]의해 발현되는 세포외 금속단백질효소이다.이 단백질 분해효소는 S. Aureus 분비 독소와 세포벽 [6][7]단백질을 조절하는 것뿐만 아니라 선천적인 면역체계의 숙주 인자를 분해함으로써 박테리아의 독성, 즉 질병을 일으키는 능력에 크게 기여합니다.효소 활동을 촉매하기 위해, 아우렐리신은 [6][7]숙주 내의 세포외 환경에서 얻은 아연과 칼슘을 필요로 한다.

유전학

아우렐리신은 단일istronic 오퍼론 [8]위에 위치한 유전자 aur에서 발현된다.그 유전자는 두 가지 대립 유전자의 형태로 존재하지만,[9] 그 염기서열은 89%의 상동성으로 보존되어 있다.이 유전자는 1,527개의 뉴클레오티드의 코드 배열을 포함하고 있으며, 이는 509개의 아미노산 길이의 [9]효소의 프리프로 형태로 변환됩니다.509개의 아미노산 중 301개만이 아우렐리신의 [9]성숙한 형태를 나타낸다.번역 후 효소의 전위는 27개의 아미노산 N 말단 신호 펩타이드로 세포벽 [9]내에 위치한 분비 시스템에 대한 가이드 역할을 한다.여기서 신호펩타이드는 아우렐리신 [9]분비에 의해 분해된다.

아우렐리신은 주로 2개의 시스틴단백질가수분해효소인 스타포페인A(ScpA)와 B(SspB) 및 세린단백질가수분해효소 V8(SspA)를 포함한 S.Oureus의 다른 주요 단백질가수분해효소들과 함께 발현된다.aur의 전사 조절은 "housekeeping" 시그마 인자 δ에A 의해 제어되며, 보조 유전자 조절자 arg에 의해 상향 조절된다.아우렐리신의 발현 수준은 지수 후 단계에서 가장 높지만, 식세포증 동안 아우렐리신의 상향 조절도 [10]관찰되었다.포도상구균 보조조절제 sarA 및 대체 시그마 인자 δB(Gram 양성균의 스트레스 응답 변조기)에 의해 전사를 억제한다.

aur 유전자는 공생 및 병원형 황색 변종 [11]모두의 게놈에서 높은 유병률을 보인다.

액티베이션

포도상구균 단백질 분해 캐스케이드요일단 아우렐리신, V8 및 SspB가 세포외 환경으로 분비되면, 벗겨진 작은 원으로 나타나는 프로펩타이드를 분해하여 효소 활성을 생성해야 한다.아우렐리신은 프로펩타이드를 제거하기 위해 자가 촉매 처리를 거친 후 V8을 절단하여 성숙한 단백질 분해 효소를 생성한다.다음으로 V8이 SspB를 활성화하고 캐스케이드가 완료됩니다.

아우렐리신은 V8, SspB, ScpA와 함께 모두 자이모겐이 분비된다.즉, 프로페타이드가 제거될 때까지 비활성 상태로 분비됩니다.아우렐리신, V8 및 SspB는 포도상구균 단백질 분해 [8]캐스케이드로 알려진 것을 구성한다.이들 세 가지 단백질 분해효소 모두 프로페타이드가 활성화를 억제하면서 환경으로 분비된다.아우렐리신은 자가촉매를 거치고 프로페타이드는 분해되어 [8]효소의 성숙한 형태를 생성한다.성숙한 아우렐리신은 프로페타이드를 V8로부터 분리하여 이 단백질 분해 효소가 [8]활성화되도록 합니다.마지막으로 V8은 SspB 프로페타이드를 분해하여 캐스케이드가 [8]완성됩니다.ScpA는 아우렐리신과 마찬가지로 프로페타이드의 자기촉매 [8]분해에 의해 성숙된다.

아우렐리신의 활성 잔류물은 아우렐리신의 효소 [9]기능에 매우 중요하다.활성 잔류물은 [9]단백질의 145번째 위치에 위치한 글루탐산 아미노산이다.

면역 회피

아우렐리신은 다양한 면역 성분과 숙주 단백질을 분해합니다.그것은 면역 체계로부터 박테리아를 숨기는 데 중요하며, 표현형을 형성하는 바이오 필름의 이동적이고 침습적인 것으로의 전환을 매개하는 역할을 한다.아우렐리신의 표적은 매우 다양하며 각각에 대한 영향은 박테리아의 독성에 매우 중요하다.

아우렐리신이 감염에 기여하는 주요 방법 중 하나는 보체 시스템 내의 특정 표적을 비활성화하는 것입니다.모든 단백질 분해효소 중에서 아우렐리신이 보체 [12]캐스케이드에 가장 효과적이다.보체 활성화의 세 가지 경로 모두에서 단백질 분해 효소가 조작해야 할 대상이 있다.고전적인 경로에서 아우렐리신은 황색세균 표면에서의 C1q의 퇴적을 감소시킬 뿐만 아니라, C1q가 [12]표면과 결합하도록 유도하고 일반적으로 선천적인 면역체계를 활성화하지 않는 상보세균 표면에 퇴적시킨다.아우렐리신은 또한 인간 혈장에서 높은 수준의 C5a를 생성하는 것으로 알려져 있는데, 이는 궁극적으로 호중구의 과잉 자극으로 이어져 호중구 [12]사망을 초래한다.C3는 아우렐리신의 또 다른 주요 표적이다.활성 부위는 C3에 대한 친화력이 높고 C3a와 C3b로 분해되지만, 단백질은 숙주 C3 변환 [7][12]효소에 의해 인식되는 토종 부위에서 두 개의 아미노산 잔류물을 분해한다.Aurolyin 유도 C3a 및 C3b는 호스트 보체 억제 인자 H 및 [7][12]I에 의해 더욱 분해된다.렉틴 경로에서 아우렐리신은 MBL 및 피콜린 결합을 억제하여 C3b [6]침적을 감소시킨다.

보체계 밖의 추가적인 면역 회피는 다양한 방법으로 일어난다.아우렐리신은 단백질분해효소억제제α-안티키모트립신을1 분해하여 불활성화하고, 또한 부분적으로 α-안티트립신을1 [13]불활성화한다.α-안티트립신의1 분열은 호중구에 대한 화학작용을 일으키는 단편을 생성하며, 두 단백질 분해효소 억제제의 분열은 호중구 유래 단백질 분해 [13]활성의 규제 완화를 일으킨다.또한 아우렐리신은 항균성 펩타이드 LL-37을 분해하여 비활성화하고 세균 세포벽을 뚫을 수 없는 것으로 나타났다.림프구에 의한 면역글로불린의 생성도 [5]아우렐리신에 의해 억제된다.이는 응고효소에 의해 유발되는 응고와 포도상구균 [13]분해효소에 의해 매개되는 섬유소 분해에 모두 기여한다.아우렐리신에 의한 프로트롬빈의 트롬빈으로의 단백질 분해는 응고효소와 상승작용을 하며 인간 [13]혈장의 포도상구 응고에 기여한다.포도상구 응고를 유도함으로써 식세포로부터 응고 내에 세균을 숨길 수 있다.포도상구응고와는 반대로 아우렐리신은 우로키나아제 활성화 및 α-항플라스민2 및 플라즈미노겐 활성화 억제제-1의 [7]불활성화를 담당한다.이것은 숙주의 추가적인 침입을 허용하기 위해 박테리아의 확산을 촉진한다.

생물학적 의의

황색포도상구균은 숙주 내에서 감염을 확립할 때 정적인 생물막 형성 표현형에서 침습적 또는 이동식 표현형으로 지속적으로 전환해야 합니다.단백질 분해 효소는 이 과정을 중재하는 데 도움을 준다.아우렐리신은 생물막의 형성을 억제하고 박테리아의 이동을 가능하게 하는 것으로 보인다.이러한 변화에 기여하는 한 가지 방법은 우로키나아제의 활성화뿐만 아니라 응고를 매개하는 것입니다.그러나 황색세포벽을 매개하고 단백질을 분비하여 이러한 변화를 촉진한다.예를 들어 응집인자 B는 피브리노겐을 [5][11]응고 내에 숨기기 위해 세균 주위에 결합하는 표면단백질이다.아우렐리신은 피브리노겐에 대한 S. Aureus 결합의 손실을 일으키는 응집 인자 B의 분열을 일으킨다.이 메커니즘에 의해 섬유분해활성화와 조합하여 전파 및 확산을 위한 자기조절기구로서 기능할 수 있으며, 동시에 단백질분해효소는 보체활성화에 [5][11]대한 보호를 제공할 수 있다.아우렐리신이 인간 [14]전혈에서 세균의 생존에 영향을 미친다는 것이 입증되었다.아우렐리신은 또한 식세포증에서 상향 조절되고 세포 내 [5][10][15]생존을 촉진한다.

황색포도상구균은 숙주 내에서 만성 또는 장기간 지속되는 감염을 확립하는 것을 선호한다.아우렐리신은 또한 파종을 촉진하고 면역 메커니즘을 중화시키는 동시에 박테리아 병원성을 제어하기 위해 분비되는 독성 인자를 조절한다.PSM 및 α-톡신의 불활성화에 의해 아우렐리신은 만성 감염을 확립할 수 있는 세균의 병원성 [5]영향을 억제할 수 있다.

레퍼런스

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