Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology13676ArticlesСтатьиCONTRIBUTION OF L,D-CARBOXYPEPTIDASES IN VIRULENCE OF FACULTATIVE INTRACELLULAR PATHOGENIC BACTERIA LISTERIA MONOCYTOGENESВКЛАД L,D-КАРБОКСИПЕПТИДАЗ В ВИРУЛЕНТНОСТЬ ФАКУЛЬТАТИВНО ВНУТРИКЛЕТОЧНЫХ ПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ LISTERIA MONOCYTOGENESYurovD SЮровД С

НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, Москва

VarfolomeevA FВарфоломеевА Ф

НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, Москва

TukhvatulinA IТухватулинА И

НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, Москва

LogunovD YuЛогуновД Ю

НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, Москва

NaroditskiyB SНародицкийБ С

НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, Москва

ErmolaevaS AЕрмолаеваС А

НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, Москва

НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, Москва15082012894NO4 (2012)№4 (2012)152009062023Copyright ©; 2012, Yurov D.S., Varfolomeev A.F., Tukhvatulin A.I., Logunov D.Y., Naroditskiy B.S., Ermolaeva S.A.Copyright ©; 2012, Юров Д.С., Варфоломеев А.Ф., Тухватулин А.И., Логунов Д.Ю., Народицкий Б.С., Ермолаева С.А.2012Yurov D.S., Varfolomeev A.F., Tukhvatulin A.I., Logunov D.Y., Naroditskiy B.S., Ermolaeva S.A.Юров Д.С., Варфоломеев А.Ф., Тухватулин А.И., Логунов Д.Ю., Народицкий Б.С., Ермолаева С.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/13676

Aim. Evaluate influence of mutation of Listeria monocytogenes genes coding murein-tetrapeptide L,D-carboxypeptidase Lmo0028 and Lmo1638 on dynamics of infectious process and interaction of purified muropeptides with NOD1 receptor. Materials and methods. Wild type EGDe strain and recombinant strains GIMins1638 и GIMins0028 obtained on its basis by site-specific mutagenesis were used. Infectious process dynamics was studied on the model of intravenous infection of BALB/c mice. Ligand-receptor interaction activity of muropeptides isolated from recombinant and parent strains were assayed on HEK293-hNOD1 cell line expressing NOD1 receptor and containing in their genome ƒ-galactosidase reporter gene under the control of NF-kB dependent promoter expression. Results. Lack of Lmo0028 decelerates reproduction of listerias in animal liver starting from 24 hours and at later terms after the infection whereas lack of Lmo1638 leads to increase of microbial load 6 and 24 hours after the infection with no influence on further infection. Differences in activation of NOD1 receptor by muropeptides isolated from recombinant and parent strains were not detected. Conclusion. Despite high homology murein-tetrapeptide L,Dcarboxypeptidase Lmo0028 and Lmo1638 make a different contribution to the development of infectious process caused by L. monocytogenes in BALB/c line mice. Lack of differences in NOD1 receptor activation may be associated with compensation of enzymatic functions in strains with mutation in each of the genes owing to the presence of homologous protein.

Цель. Оценить влияние мутаций в генах Listeria monocytogenes, кодирующих муреин- тетрапептид L,D-карбоксипептидазы Lmo0028 и Lmo1638, на динамику инфекционного процесса и взаимодействие очищенных муропептидов с рецептором NOD1. Материалы и методы. Использованы штамм дикого типа EGDe и рекомбинантные штаммы GIMins1638 и GIMins0028, полученные на его основе методом сайт-специфического мутагенеза. Динамику инфекционного процесса изучали на модели внутривенной инфекции мышей линии BALB/c. Активность лиганд-рецепторного взаимодействия муропептидов, выде- ленных из рекомбинантных и родительского штаммов, проверяли на клетках линии HEK293-hNOD1, экспрессирующие NOD1 рецептор и содержащих в своем геноме ре- портерный ген ƒ-галактозидазы под контролем экспрессии NF-kB зависимого промотера. Результаты. Отсутствие Lmo0028 замедляет размножение листерий в печени животных, начиная с 24 часов и в дальнейшие сроки после заражения, тогда как отсутствие Lmo1638 приводит к увеличению микробной нагрузки через 6 и 24 часа после инфицирования, не оказывая влияния на дальнейшую инфекцию. Различий в активации NOD1 рецептора муропептидами, выделенными из рекомбинантных и родительского штаммов, обнаруже- но не было. Заключение. Несмотря на высокую гомологию, муреин-тетрапептид L,D- карбоксипептидазы Lmo0028 и Lmo1638 вносят различный вклад в развитие инфекцион- ного процесса, вызываемого L. monocytogenes у мышей линии BALB/c. Отсутствие различий в активации NOD1 рецептора может быть связано с компенсацией энзимати- ческих функций в штаммах с мутацией в каждом из генов благодаря наличию гомологич- ного белка.

listeriamureinL,D-carboxypeptidaseinnate immunityлистериимуреинL,D-карбоксипептидазаврожденный иммунитетЮров Д.С., Пушкарева В.И., Ермолаева С.А. Идентификация белков, влияющих на вирулентность Listeria monocytogenes, с помощью биоинформационного анализа. Мол. генет. микробиол. вирусол. 2008, 1: 8-14.Юров Д.С., Егорова И., Варфоломеев А.Ф. и др. Влияние мутации в гене, кодирующем l,d-карбоксипептидазу, на динамику листериозной инфекции. Журн. микробиол. 2009, 4: 55-59.Barendt S.M., Sham L., Winkler M.E. Characterization of mutants deficient in the l,d-carboxypeptidase (DacB) and WalRK (VicRK) regulon, involved in peptidoglycan maturation of Streptococcus pneumoniae serotype 2 strain d39. J. Bacteriol. 2011, 193: 2290-2300.Boneca I.G., Dussurget O., Cabanes D. et al. A critical role for peptidoglycan N-deacetylation in Listeria evasion from the host innate immune system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007, 104: 997-1002.Franchi L., Warner N., Viani K. et al. Function of Nod-like receptors in microbial recognition and host defense. Immunol. Rev. 2009, 227: 106-128.Gregory S.H., Sagnimeni A.J., Wing E.J. Bacteria in the bloodstream are trapped in the liver and killed by immigrating neutrophils. J. Immunol. 1996, 157: 2514-2520.Gregory S.H., Wing E.J. Neutrophil-Kupffercell interaction in host defenses to systemic infections. Immunol. Today. 1998, 19: 507-510.Korsak D., Popowska M., Markiewicz Z. Analysis of the murein of a Listeria monocytogenes EGD mutant lacking functional penicillin binding protein 5 (PBP5). Pol. J. Microbiol. 2005, 54: 339-342.Korza H.J., Bochtler M. Pseudomonas aeruginosa L,D-carboxypeptidase, a serine peptidase with a Ser-His-Glu triad and a nucleophilic elbow. J. Biol. Chem. 2005, 280: 40802-40812.Park J.T., Uehara T. How bacteria consume their own exoskeletons (turnover and recycling of cell wall peptidoglycan). Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2008, 72: 211-227.Philpott D.J., Girardin S.E. The role of Tolllike receptors and Nod proteins in bacterial infection. Mol. Immunol. 2004, 41: 1099-1108.Templin M.F., Ursinus A., Höltje J.V. A defect in cell wall recycling triggers autolysis during the stationary growth phase of Escherichia coli. EMBO J. 1999, 18: 4108-4117.Vollmer W., Blanot D., de Pedro M.A. Peptidoglycan structure and architecture. FEMS Microbiol. Rev. 2008, 32: 149-167.