Блог

Jan 17, 2024

Малатсинтаза способствует выживанию Salmonella Typhimurium в условиях питательного и окислительного стресса.

Scientific Reports, том 12, номер статьи: 15979 (2022) Цитировать эту статью 1168 Доступов 1 Цитирование Подробности показателей Чтобы выжить и размножаться в организме хозяина, S. Typhimurium развил несколько

Том 12 научных докладов, номер статьи: 15979 (2022 г.) Цитировать эту статью

1168 Доступов

1 Цитаты

Подробности о метриках

Чтобы выжить и размножаться в организме хозяина, у S. Typhimurium развилось несколько метаболических путей. Глиоксилатный шунт — один из таких путей, который может использовать ацетат для синтеза глюкозы и других биомолекул. Этот путь представляет собой обход цикла ТСА, в котором этапы генерации CO2 опущены. В глиоксилатном цикле участвуют два фермента: изоцитратлиаза (ICL) и малатсинтаза (MS). Мы определили вклад МС в выживаемость S. Typhimurium в условиях лимитирования углерода и окислительного стресса. Штамм с делецией гена ms (штамм ∆ms) нормально рос в среде LB, но не рос в минимальной среде M9, дополненной ацетатом в качестве единственного источника углерода. Однако штамм ∆ms проявлял повышенную чувствительность (p < 0,05) к гипохлориту. Кроме того, штамм ∆ms был значительно более восприимчив к нейтрофилам. Интересно, что после инкубации S. Typhimurium с нейтрофилами наблюдалась несколько кратная индукция гена ms. Кроме того, штамм ∆ms показал дефектную колонизацию в селезенке и печени птицы. Короче говоря, наши данные показывают, что MS способствует вирулентности S. Typhimurium, способствуя его выживанию в условиях углеродного голодания и окислительного стресса.

На основании антигенной презентации1 серовары Salmonella enterica подразделяются на брюшнотифозные и нетифоидные сальмонеллы (NTS). ВОЗ признает НТС одним из трех наиболее распространенных бактериальных заболеваний пищевого происхождения у людей во всем мире. Пожилые, молодые и люди с ослабленным иммунитетом очень склонны к заражению сальмонеллой2. Среди НТС от пациентов во всем мире чаще всего выделяют серовар Typhimurium3.

После проглатывания часть микроорганизмов сопротивляется низкому pH желудка, проникает в слизистую оболочку кишечника и размножается в подслизистой оболочке и пейеровых бляшках4. После проникновения в кишечник S. Typhimurium получает доступ к брыжеечным лимфатическим узлам, где бактерии поглощаются фагоцитирующими клетками, такими как макрофаги5. Попав внутрь макрофагов, S. Typhimurium разделяется на модифицированную вакуоль, известную как «сальмонелла-содержащая вакуоль» (SCV), и представляет собой центральный элемент внутриклеточного выживания и роста этой бактерии6. Таким образом, поглощение макрофагами помещает S. Typhimurium в чужеродную среду, богатую различными противомикробными препаратами и лишенную ключевых питательных веществ, необходимых для метаболизма и репликации. Чтобы выжить в таких суровых условиях, S. Typhimurium модулирует функции фагоцитов несколькими способами. Во-первых, эффекторы, кодируемые системой секреции III типа S. Typhimurium, препятствуют сборке фагосомальной оксидазы и, следовательно, ингибируют продукцию супероксидных радикалов. Во-вторых, SCV действует как щит для S. Typhimurium, который не только предотвращает слияние лизосом, но и ограничивает воздействие антимикробных агентов на содержащиеся в нем бактериальные клетки7. В то время как первичные антиоксиданты S. Typhimurium непосредственно подавляют оксиданты, ферменты репарации восстанавливают функции поврежденных биомолекул8,9.

Однако выживаемость против антимикробного воздействия фаголизосомы зависит от способности микроба синтезировать белки и другие биомолекулы, необходимые для противодействия стрессам. Таким образом, патоген должен найти необходимые питательные вещества, чтобы обеспечить строительные блоки для этих сложных макромолекул и энергию для их синтеза10. Именно метаболическая гибкость S. Typhimurium позволяет ему выживать в таких суровых условиях внутри хозяина11. Способность удовлетворять свои потребности в питательных веществах из альтернативных источников может играть важную роль в приспособляемости S. Typhimurium к хозяину. Одним из таких механизмов выживания является существование глиоксилатного цикла, основная функция которого заключается в обеспечении роста бактерий/клеток, когда соединения C2, такие как этанол и ацетат, являются единственными источниками углерода12. Лишь немногие исследования показывают, что макрофаги богаты жирными кислотами. При метаболизме жирные кислоты образуют ацетил-КоА, который может превращаться в ацетат13, субстрат глиоксилатного цикла.