Immunitet (Norsk)
23.6.3 Immunitet-Relaterte GTPase (IRG) Familie
immunitet-relaterte GTPases (IRGs) er en familie av proteiner indusert av IFNy som er viktig i motstand mot et bredt utvalg av intravacuolar bakteriell og smittsomme patogener, inkludert T. gondii (Taylor et al., 2004, 2007; Zhao et al., 2009b). Av de hundrevis av gener økt med IFNy, den IRG gener er blant de mest tallrike., Disse proteinene, tidligere kalt p47 GTPases, ble første gang beskrevet på 1990-tallet og i det siste tiåret tallrike studier har etablert rollen IRG proteiner i motstand mot Toxoplasma (Hunn et al., 2011; Zhao et al., 2009b). Det meste av arbeidet har involvert følgende syv IRG medlemmer: Irgm1 (LRG-47), Irgm2 (GTPI), Irgm3 (IGTP), Irga6 (IIGPI), Irgb6 (TGTP), Irgd (IRG-47) og Irgb10. De fleste av disse IRG proteiner har blitt funnet å være forbundet med hemming av T., gondii in vitro, og av de fire IRG gener som har blitt slått ut (Irgm1, Irgm3, Irga6 og Irgd), som alle har blitt funnet å øke mottakelighet for infeksjon med T. gondii, og dermed etablere rollen IRG proteiner i motstand mot T. gondii i mus.
IRG proteiner er 46-47 kDa GTPases, som inneholder en Ras-som GTP-bindende domene (kalt G1). Den IRG protein familie består av to subfamilies, basert på nukleotid-bindende domene i G1 GTP-bindende domene med en subfamily å ha en GMS aminosyre motiv og den andre subfamily å ha en GKS motiv., De tre IRG medlemmer av GMS subfamily inkluderer, Irgm1, Irgm2 og Irgm3 mens IRG medlemmer, Irga6, Irgb6, Irgd og Irg10 tilhører GKS subfamily. Den GMS IRG proteiner er regulatorer av GKS proteiner binding til GKS IRG proteiner og vedlikeholde dem i inactivate staten via en BNP-avhengige samhandling (Hunn et al., 2008). Den IRG gener er til stede i hele virveldyr phyla, være til stede i cephalochordates, amfibier, fisk, reptiler og pattedyr. I musen, IRG familie er mangfoldig, koding ca 23 gener, 21 som koder for proteiner (Bekpen et al., 2005)., Den IRG familie, men ser ut til å ha gjentatte ganger blitt mistet under utvikling med ingen IRG genene til stede i noen av de tilgjengelige fugl genomer og antall IRG gener hos mennesker dramatisk redusert med bare to IRG gener, IRGC og IRGM, nåværende (Bekpen et al., 2009, 2010).,
I IFNy stimulert vert celler smittet med Toxoplasma flere IRG proteiner lokalisere til Toxoplasma parasitophorous vacuole membran i løpet av minutter av invasjonen, med parasitophorous vacuolar membran senere å bli vesiculated og til slutt forstyrret, noe som resulterer i utslipp av parasitten i cytosol og nedbrytning av parasitten (Martens et al., 2005; Ling et al., 2006; Melzer et al., 2008). I makrofager som er smittet med Toxoplasma, ødeleggelse av T., gondii er ledsaget av inkludering av parasitten i autophagosomes og påfølgende autophagomal levering til lysosomes (Lange et al., 2006; Slakter et al., 2005). IRG-mediert vacuolar avbrudd oppstår også i IFNy-stimulert fibroblaster og astrocyttene, men autophagy veien ble ikke funnet å være involvert (Melzer et al., 2008; Zhao et al., 2009b; Martens et al., 2005). Imidlertid, mus mangelfull i autophagic regulator, atg5, er mangelfull i deres evne til å kontrollere T. gondii replikering indikerer autophagic vei er involvert på noen måte (Konen-Waisman og Howard, 2007)., Atg5 har blitt funnet å være nødvendig for levering av IRG proteiner til PV, selv om dette synes å operere med en mekanisme som er uavhengig av den normale autophagy vei (Zhao et al., 2008). Til slutt, i IFNy-stimulert fibroblaster IRG-mediert PV avbrudd resultater i verts-cellen nekrose, etter utgivelsen av parasitten til verten cytoplasma, som indikerer ødeleggelse av verts-cellen kan være en del av IRG mekanisme i noen celletyper (Zhao et al., 2009b).,
IRG mekanismen innebærer en koordinert lasting av IRG GTPases på Toxoplasma vacuole med minst seks IRG proteiner (Irgm2, Irgm3, Irga6, Irgb6, Irgd og Irg10) lokalisering til Toxoplasma vacuole (Khaminets et al., 2010). Belegget på IRG proteiner til PV oppstår i løpet av en time av invasjonen og er hierarkisk med Irgb6 og Irgb10 legge i første. Ved infeksjon med T. gondii, GKS proteiner mister sin interaksjon med GRAM proteiner og samle på PV-membran (PVM) i den aktive GTP bundet tilstand som fører til vesiculation og ruptur av PV (Hunn et al.,, 2008; Papic et al., 2008). Til tross for den store mengden av informasjon som nå forstått om de molekylære og biokjemiske aspekter av IRG-mediert hemming av T. gondii, de mekanismene som er involvert i vesiculation fører til PV avbrudd er fortsatt ikke forstått. IRG proteiner er knyttet til dynamin-type GTPases kjent for å megle vesicle dannelse og deformasjon av membraner, og det har blitt foreslått IRG protein fungerer i en tilsvarende mote formidling vesiculation av PVM, selv om dette har ikke blitt påvist (Hunn et al., 2011).,
Den typen jeg stammer som er resistente mot IRG-mediert IFNy hemming (Steinfeldt et al., 2010; Howard et al., 2011). Denne mangel i IFNy mediert kontroll er forbundet med en svikt i akkumulering av IRG proteiner på PVM (Zhao et al., 2009a). Dette har blitt funnet å være skyldes i stor grad polymorf rhoptry kinase, ROP18, som i type i-stammer phosphorylates den GKS IRG proteiner Irga6, Irgb6 og Irgb10, forårsaker dissosiasjon av IRG fra vacuole og hemming av PV avbrudd (Zhao et al., 2009a; Steinfeldt et al., 2010; Fentress et al., 2010)., En annen rhoptry protein, ROP5, har blitt funnet å samhandle direkte med IRG proteiner, redusere IRG belegg og å deaktivere IRG proteiner (Fleckenstein et al., 2012; Niedelman et al., 2012). ROP5 kan samhandle med IRGs i fravær av ROP18. Imidlertid, rhoptry proteiner, ROP5 og ROP18 mens formidling hemming i IFNy-aktivert murin celler, ikke påvirker overlevelse i IFNy aktivert humane celler (Niedelman et al., 2012)., Disse resultatene tyder på at mens ROP5 og ROP18 kan ha utviklet seg til å blokkere IRGs de kan ikke ha effekt på parasitten overlevelse hos arter som ikke har IRG-systemet, for eksempel mennesker. Hvorfor IRGs er slik en stor familie av proteiner i murin genom og så redusert mennesker, eller hvis funksjonell motparten(e) som finnes i mennesker, er ennå ikke klart.