Cover Page

Cite item


Literature and own data on mechanisms of realization of lipopolysaccharide (LPS) toxic potential of Yersinia pestis in the conditions of a macroorganism are analyzed. 2 modifications of LPS are examined - temperature dependent changes of chemical structure of polymers and a change in their conformation under the effect of micro- and macroorganism factors. A special attention is paid to comparative study of toxic and immune modulating properties of the specified LPS forms. Both LPS forms are concluded to activate TLR4/MD2 receptor, inducing synthesis of 2 types of cytokines - pro-inflammatory and interferons. However, dominance of their signal pathways and cross-regulation of the transduced signal are mirrored, and as a result the initial form of LPS initiates interferon synthesis, and conformationally changed - pro-inflammatory cytokines. Results of the experiments are summarized in 2 schemes of signal transfer by TLR4/MD2 receptor under the effect of 2 forms of Y. pestis LPS. Variations of cytokine-inducing properties of the initial and conformationally-altered forms of Y. pestis LPS corresponds to the immune response of the organism at each stage of the infectious process: late inflammatory response by interferon type is characteristic for intra-cellular cycle of plague development, and pro-inflammatory cytokine hyper-production is observed at the terminal stage of infection-toxic shock.

About the authors

V. I. Tynyanova

Rostov-on-Don Institute for Plague Control

Author for correspondence.
Email: noemail@neicon.ru
Russian Federation

V. P. Zyuzina

Rostov-on-Don Institute for Plague Control

Email: noemail@neicon.ru
Russian Federation

G. V. Demidova

Rostov-on-Don Institute for Plague Control

Email: noemail@neicon.ru
Russian Federation

E. P. Sokolova

Rostov-on-Don Institute for Plague Control

Email: noemail@neicon.ru
Russian Federation


  1. Демидова Г. В., Зюзина В. П., Соколова Е. П., Пасюкова Н. И., Беспалова И. А., Бородина Т. Н., Тынянова В. И. Эндотоксиновая толерантность к липополисахаридам вакцинного и вирулентного штаммов Yersinia pestis в условиях in vivo. Проблемы ООП. 2012, 3(313): 61-63.
  2. Зюзина В.П., Демидова Г.В., Соколова Е.П., Пасюкова Н.И., Беспалова И.А. Бородина Т.Н., Тынянова В.И. Эндотоксиновая толерантность белых мышей к действию липо-полисахарида и комплекса липополисахарид-«мышиный» токсин вирулентного штамма Yersinia pestis 231. Журн. микробиол. 2013, 5: 74-80.
  3. Кравцов А.Н., Тынянова В. И., Зюзина В.П. Повышение вирулентности бактерий Yersinia pestis при инкубации клеток в гемолизированных эритроцитах крови человека. Журн. микробиол. 1993, 4: 3-6.
  4. Соколова Е.П., Марченков В.И., Демидова ЕВ. и др. Комплексы «мышиного» токсина чумного микроба с модифицированными формами липополисахарида Yersinia pestis и с липополисахаридами других бактерий. Биотехнология. 2001, 4: 53-58.
  5. Соколова Е.П., Демидова Г.В., Зюзина В.П. и др. Токсичность и цитокининдуцирующая активность ЛПС вирулентного штамма Y.pestis 231. Журн. микробиол. 2011, 6: 20-26.
  6. Соколова Е.П., Демидова Г.В., Зюзина В.П., и др. Динамика синтеза TNF-a и INF-y моноцитами человека под действием липополисахаридов Yersinia pestis EV 76 с различной степенью токсичности. Журн. микробиол. 2010, 4: 59-64.
  7. Соколова Е. П., Демидова Г. В., Зюзина В. П. и др. Исследование цитокининдуцирующей активности различных форм липополисахаридов Yersinia pestis EV76 моноцитами человека. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естеств. науки. 2012, 2: 75-78.
  8. Таболин В.А., Яковлев М.Ю., Ильина А.Я. и др. Патогенетические механизмы и клинические аспекты действия термостабильного эндотоксина кишечной микрофлоры. Русский медицинский журнал. 2003, 1: 126-128.
  9. Тынянова В.И., Зюзина В.П., Демидова Г.В. и др. Еликолипид - биоактиватор токсических субстанций чумного микроба. Биотехнология. 1999, 2: 28-33.
  10. Huber М., Kalis С., Keck S. et al. R-form LPS, the master key to the activation of TLR4/ MD-2-positive cells. Eur. J. Immunol. 2006, 36 (3): 701-711.
  11. Kawahara K., Tsukano H., Watanabe H.et al. Modification of the structure and activity of lipid A in Yersinia pestis lipopolysaccharide by growth temperature. Infect. Immun. 2002, 70 (8): 4092-4098.
  12. Knirel Y.A., Linder B., Vinogradov E.V. et al. Temperature dependent variations and intraspecies diversity of the structure of the lipopolysaccharides of Yersinia pestis. Biochemistry. 2005, 44: 1731-1743.
  13. Knirel Y. A., Anisimov A. P. Lipopolysaccharide of Yersinia pestis, the cause of plage: structure, genetics, biological properties. Acta Nature. 2012, 4 (13): 45-58.
  14. Matsuura M., Takahashi H., Watanabe H. et al. Immunomodulatory properties of Yersinia pestis lipopolysaccharides on human macrophages. Clin. Vaccine Immunol. 2010, 17 (1): 49-55.
  15. Montminy S., Khan N., McGrath S. et al. Virulenct factors of Yersinia pestis are overcove by a strong lipopolysaccharide response. Nature Immun. 2006, 7 (10): 1066-1073.
  16. Sato S., Nomura F., Kawai T. et al. Synergy and cross-tolerance between toll-like receptor (TLR) 2-and TLR4-mediated signaling pathways. J. Immunol. 2000, 165: 7096-7101.
  17. Schromm A., Brandenburg K., Loppnow H. et al. The change of endotoxin molecules influences their formation and IL-6 inducing capacity. J. Immunol. 1998, 161: 5464-5471.
  18. Silverstein R. D-galactosamine lethality model scope and limitations. J. Endotoxin Res. 2004, 10(3): 147-162.
  19. Rebeil R., Ernst К. E., Clayton O. J. et al. Characterization of late acyltransferase genes of Yersinia pestis and their role in temperature-dependent lipid A variation. J. Bacteriol. 2006, 188 (4): 1381-1388.
  20. Telepnev M. V., Klimpel G. R., Haithcoat J. et al. Tetraacylated lipopolysaccharide of Yersinia pestis can inhibit multiple toll-like receptor mediated signaling path ways in human dendric cells. J. Infect. Dis. 2009, 200: 1694-1702.
  21. Zughaier S. M., Zimmer S. M., Datta A. et al. Differential induction of the Toll-like receptor 4-MyD88-dependent and -independent signaling pathways by endonoxins. Infect. Immun. 2005, 73 (5): 2940-2950.

Copyright (c) 2016 Tynyanova V.I., Zyuzina V.P., Demidova G.V., Sokolova E.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-75442 от 01.04.2019 г.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies