БИОХИМИЯ, 2011, том 76, вып. 7, с. 989–1005
УДК 577.114.5; 579.842.23
Функциональная характеристика и биологическая роль генов биосинтеза липополисахарида Yersinia pestis
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Yersinia pestis, биосинтез липополисахарида, вирулентность, устойчивость к сыворотке, устойчивость к антимикробным пептидам, фибринолитическая активность, коагулазная активность.
Аннотация
Анализ in silico доступных последовательностей бактериальных геномов выявил уровни филогенетической близости ферментов биосинтеза липополисахарида (ЛПС) возбудителя чумы Yersinia pestis к гомологичным протеинам близкородственных бактерий рода Yersinia и некоторых других бактерий (например, Serratia proteamaculans, Erwinia carotovora, Burkholderia dolosa, Photorhabdus luminescens). С помощью сайтнаправленного мутагенеза сконструированы одинарные или двойные изогенные мутанты вирулентного штамма Y. pestis 231 и его аттенуированного производного по 14 генам путей биосинтеза ЛПС. По масс-спектрам высокого разрешения установлена полная структура ЛПС каждого мутанта и, таким образом, выявлена последовательность переноса моносахаридов при сборке кора ЛПС. Укорочение кора значительно снижало устойчивость бактерии к действию нормальной сыворотки человека и полимиксина B; последнее, возможно, связано со снижением эффективности включения 4-амино-4-дезоксиарабинозы в липид A. Нарушение биосинтеза ЛПС приводило также к уменьшению ЛПС-зависимой ферментативной активности активатора плазмогена и увеличению LD50 и среднего времени выживания мышей и морских свинок, зараженных экспериментальной чумой. Обнаружение корреляции между биологическими свойствами бактерий и отдельными элементами структуры ЛПС способствует углублению представлений о патогенезе чумы и позволяет выявить гены – потенциальные молекулярные мишени для лечения чумы.