Immunitet
23.6.3 Immunitet-Relaterede GTPase (IRG) Familie
immunitet-relaterede GTPases (IRGs) er en familie af proteiner, der er fremkaldt af IFNy, der er vigtige i modstand mod en bred vifte af intravacuolar bakterielle og parasitære patogener, herunder T. gondii (Taylor et al., 2004, 2007 ;hahao et al., 2009b). Af de hundreder af gener, der er steget med IFNy, er IRG-generne blandt de mest rigelige., Disse proteiner, tidligere kaldet p47 GTPases, blev første gang beskrevet i 1990’erne og i det sidste årti talrige undersøgelser har etableret den rolle, IRG proteiner i modstand mod Toxoplasma (Hunn et al., 2011; 2011hao et al., 2009b). Det meste af det arbejde, der har involveret følgende syv IRG medlemmer: Irgm1 (LRG-47), Irgm2 (GTPI), Irgm3 (IGTP), Irga6 (IIGPI), Irgb6 (TGTP), Irgd (IRG-47), og Irgb10. De fleste af disse IRG-proteiner har vist sig at være forbundet med hæmning af T., gondii in vitro, og af de fire IRG gener, der er blevet slået ud (Irgm1, Irgm3, Irga6 og Irgd), som alle er blevet fundet til at øge modtageligheden for infektion med T. gondii, og dermed om den rolle, IRG proteiner i resistens over for T. gondii i mus.
IRG-proteinerne er 46-47 kDa Gtpaser, der indeholder et Ras-lignende GTP-bindende domæne (betegnet G1). IRG-proteinfamilien består af to underfamilier, der er baseret på det nukleotidbindende domæne inden for G1 GTP-bindende domæne, hvor en underfamilie har et GMS-aminosyremotiv og den anden underfamilie har et GKS-motiv., De tre IRG medlemmer af GMS underfamilien omfatter, Irgm1, Irgm2 og Irgm3 mens IRG medlemmer, Irga6, Irgb6, Irgd og Irg10 hører til GKS underfamilie. GMS IRG-proteinerne er regulatorer af GKS-proteiner, der binder til GKS IRG-proteinerne og opretholder dem i inaktiveret tilstand via en BNP-afhængig interaktion (Hunn et al., 2008). IRG-generne er til stede i hele hvirveldyrsfylaen, der er til stede i cephalochordater, amfibier, fisk, krybdyr og pattedyr. I mus er IRG-familien forskelligartet, der koder for cirka 23 gener, hvoraf 21 koder for proteiner (Bekpen et al., 2005)., IRG-familien ser imidlertid ud til at have været gentagne gange tabt under evolutionen uden IRG-gener til stede i nogen af de tilgængelige fuglegenomer, og antallet af IRG-gener hos mennesker reduceres dramatisk med kun to IRG-gener, IRGC og IRGM, til stede (Bekpen et al., 2009, 2010).,
I IFNy stimuleret vært celler, der er inficeret med Toxoplasma flere IRG proteiner lokalisere den Toxoplasma parasitophorous vakuole membranen inden for minutter af invasionen, med parasitophorous vacuolar membran, der efterfølgende bliver vesiculated og endelig forstyrrede, hvilket resulterer i frigivelse af parasitten i cytosol og nedbrydning af parasitten (Martens et al., 2005; Ling et al., 2006; mel Meler et al., 2008). I makrofager inficeret med to Toxoplasma, ødelæggelse af T., gondii ledsages af inkludering af parasitten i autofagosomer og efterfølgende autofagomal levering til lysosomerne (Ling et al., 2006; Butcher et al., 2005). IRG-medieret vakuolær forstyrrelse forekommer også i IFNy-stimulerede fibroblaster og astrocytter, men autophagy-vejen viste sig ikke at være involveret (mel .er et al., 2008; 2008hao et al., 2009b; Martens et al. , 2005). Men, mus mangelfuld i autophagic regulator, atg5, er mangelfulde i deres evne til at styre T. gondii replikation, der angiver autophagic vej er involveret i nogle måde (Konen-Waisman og Howard, 2007)., Atg5 har vist sig at være nødvendig for levering af IRG-proteiner til PV, skønt dette ser ud til at fungere ved hjælp af en mekanisme uafhængig af den normale autofagivej (.hao et al., 2008). Endelig, i IFNy stimuleres fibroblaster IRG-medieret PV forstyrrelser resulterer i værtscellen nekrose, efter udgivelsen af parasitten i værtslandet cytoplasma, hvilket indikerer, ødelæggelse af værtscellen kan være en del af IRG mekanisme i nogle celletyper (Zhao et al., 2009b).,
IRG mekanisme, der indebærer en koordineret ilægning af IRG GTPases på Toxoplasma vakuole med mindst seks IRG proteiner (Irgm2, Irgm3, Irga6, Irgb6, Irgd og Irg10) at lokalisere de Toxoplasma vakuole (Khaminets et al., 2010). Belægningen af IRG-proteinerne til PV forekommer inden for en time efter invasion og er hierarkisk med Irgb6 og Irgb10-indlæsning først. Ved infektion med T. gondii mister GKS-proteiner deres interaktion med GMS-proteiner og akkumuleres ved PV-membranen (PVM) i den aktive GTP-bundne tilstand, der fører til vesiculation og brud på PV (Hunn et al.,, 2008; Papic et al., 2008). På trods af den store mængde information, der nu forstås om de molekylære og biokemiske aspekter af IRG-medieret hæmning af T. gondii, forstås mekanismerne involveret i vesiculationen, der fører til PV-forstyrrelse, stadig ikke. IRG proteiner, der er relateret til dynamin-type GTPases kendt for at mægle vesikel dannelse og deformation af membraner, og det har været foreslået, IRG protein handlinger i en analog mode medierende vesiculation af PVM, selv om dette ikke er blevet dokumenteret (Hunn et al., 2011).,
type i-stammerne er resistente over for IRG-medieret IFNy-hæmning (Steinfeldt et al., 2010; Ho Howardard et al., 2011). Denne mangel ved IFNy-medieret kontrol er forbundet med en manglende akkumulering af IRG-proteiner på PVM (.hao et al., 2009a). Dette har vist sig at være hovedsagelig på grund af den polymorfe rhoptry kinase, ROP18, som i type i-stammer phosphorylates den GKS IRG proteiner Irga6, Irgb6 og Irgb10, der forårsager adskillelse af IRG fra vakuole og hæmning af PV-forstyrrelser (Zhao et al., 2009a; Steinfeldt et al., 2010; Fentress et al., 2010)., Et andet rhoptry-protein, ROP5, har vist sig at interagere direkte med IRG-proteiner, reducere IRG-belægning og inaktivere IRG-proteiner (Fleckenstein et al., 2012; Niedelman et al., 2012). ROP5 kan interagere med Irg ‘ er i mangel af ROP18. Men rhoptry proteiner, ROP5 og ROP18 mens medierende hæmning i IFNy-aktiveret murine celler, påvirker ikke overlevelse i IFNy aktiveret menneskelige celler (Niedelman et al., 2012)., Disse resultater antyder, at selvom ROP5 og ROP18 kan have udviklet sig til at blokere Irg ‘ erne, har de muligvis ikke virkninger på parasitoverlevelse hos arter, der ikke har IRG-systemet, såsom mennesker. Hvorfor Irg ‘ erne er en så stor familie af proteiner i muringenomet og så reduceret hos mennesker, eller hvis der findes funktionelle modstykker hos mennesker, er endnu ikke klart.