odporność
23.6.3 Rodzina Gtpaz związanych z odpornością (IRG)
rodzina gtpaz związanych z odpornością (IRGs) to rodzina białek indukowanych przez IFNy, które są ważne w odporności na wiele różnych wewnątrzwapniowych patogenów bakteryjnych i pasożytniczych, w tym T. gondii (Taylor et al., 2004, 2007; Zhao et al., 2009b). Spośród setek genów zwiększonych przez IFNy, geny IRG należą do najliczniejszych., Białka te, wcześniej nazywane Gtpazami p47, zostały po raz pierwszy opisane w latach 90., a w ostatniej dekadzie liczne badania ustaliły rolę białek IRG w oporności na Toxoplasma (Hunn et al., 2011; Zhao et al., 2009b). Większość prac dotyczyła następujących siedmiu członków IRG: Irgm1( LRG-47), Irgm2 (GTPI), Irgm3 (IGTP), Irga6 (IIGPI), Irgb6 (TGTP), Irgd (IRG-47) i Irgb10. Stwierdzono, że większość tych białek IRG wiąże się z hamowaniem T., gondii in vitro oraz cztery geny IRG, które zostały wybite (Irgm1, Irgm3, Irga6 i Irgd), stwierdzono, że znacznie zwiększają podatność na infekcje T. gondii, ustalając w ten sposób rolę białek IRG w oporności na T. gondii u myszy.
białka IRG to gtpazy 46-47 kDa, zawierające domenę wiążącą GTP podobną do Ras (określaną jako G1). Rodzina białek IRG składa się z dwóch podrodzin, opartych na domenie wiążącej nukleotydy w obrębie domeny wiążącej G1 GTP, z jedną podrodziną posiadającą motyw aminokwasowy GMS, a drugą podrodzinę posiadającą motyw GKS., Do trzech członków IRG do podrodziny GMS należą: Irgm1, Irgm2 i Irgm3, natomiast członkowie IRG, Irga6, Irgb6, Irgd i Irg10 należą do podrodziny GKS. Białka IRG GMS są regulatorami białek GKS wiążących się z białkami IRG GKS i utrzymujących je w stanie inaktywacji poprzez interakcję zależną od PKB (Hunn et al., 2008). Geny IRG występują u kręgowców, są obecne u głowonogów, płazów, ryb, gadów i ssaków. U myszy rodzina IRG jest zróżnicowana, kodując około 23 genów, z których 21 koduje białka (Bekpen et al., 2005)., Rodzina IRG wydaje się jednak, że była wielokrotnie tracona podczas ewolucji bez genów IRG obecnych w żadnym z dostępnych genomów ptaków, a liczba genów IRG u ludzi dramatycznie zmniejszona z obecnymi tylko dwoma genami IRG, IRGC i IRGM (Bekpen et al., 2009, 2010).,
w IFNy stymulowane komórki gospodarza zainfekowane Toxoplasma wiele białek IRG lokalizuje się do Toxoplasma parazytoforową wakuolową błonę w ciągu kilku minut od inwazji, z parazytoforową wakuolową błoną następnie stają się pęcherzykowe i ostatecznie zakłócone, powodując uwolnienie pasożyta do cytozolu i degradację pasożyta (Martens et al., 2005; Ling et al., 2006; Melzer i in., 2008). U makrofagów zakażonych Toxoplasmą, zniszczenie T., gondii towarzyszy włączenie pasożyta do autofagosomów i późniejsze autofagomalne dostarczenie do lizosomów (Ling et al., 2006; Butcher et al., 2005). Zakłócenia wakuolarne za pośrednictwem IRG występują również w stymulowanych IFNy fibroblastach i astrocytach, ale nie stwierdzono udziału szlaku autofagii (Melzer et al., 2008; Zhao et al., 2009b; Martens et al., 2005). Jednak myszy z niedoborem regulatora autofagicznego, atg5, mają niedobór zdolności do kontrolowania replikacji T. gondii, co wskazuje, że ścieżka autofagiczna jest w jakiś sposób zaangażowana (Konen-Waisman and Howard, 2007)., Stwierdzono, że Atg5 jest niezbędny do dostarczania białek IRG do PV, chociaż wydaje się działać przez mechanizm niezależny od normalnego szlaku autofagii (Zhao et al., 2008). Wreszcie, w IFNy stymulowane fibroblastów IRG zakłócenie PV pośredniczy w martwicy komórek gospodarza, po uwolnieniu pasożyta do cytoplazmy gospodarza, co wskazuje zniszczenie komórki gospodarza może być częścią mechanizmu IRG w niektórych typach komórek (Zhao et al., 2009b).,
mechanizm IRG polega na skoordynowanym załadowaniu Gtpaz IRG na wakuolę Toxoplasma z co najmniej sześcioma białkami IRG (Irgm2, Irgm3, Irga6, Irgb6, Irgd i Irg10) zlokalizowanymi na wakuoli Toxoplasma (Khaminets et al., 2010). Powłoka białek IRG do PV zachodzi w ciągu jednej godziny od inwazji i jest hierarchiczna z Najpierw załadowaniem Irgb6 i Irgb10. Po zakażeniu T. gondii, białka GKS tracą swoją interakcję z białkami GMS i gromadzą się w błonie PV (PVM) w aktywnym stanie wiązania GTP, co prowadzi do pęcherzyków i pęknięcia PV (Hunn et al.,, 2008; Papic i in., 2008). Pomimo dużej ilości informacji obecnie zrozumianych na temat molekularnych i biochemicznych aspektów hamowania T. gondii przez IRG, mechanizmy zaangażowane w vesiculation prowadzące do zakłócenia PV nadal nie są zrozumiane. Białka IRG są związane z Gtpazami typu dynamin, o których wiadomo, że pośredniczą w tworzeniu pęcherzyków i deformacji błon i sugerowano, że białko IRG działa w analogiczny sposób pośrednicząc w pęcherzykowej pęcherzykowej PVM, chociaż nie wykazano tego (Hunn et al., 2011).,
szczepy typu i są oporne na hamowanie ifny za pośrednictwem IRG (Steinfeldt et al., 2010; Howard i in., 2011). Ten niedobór w kontroli za pośrednictwem IFNy jest związany z niepowodzeniem akumulacji białek IRG na PVM (Zhao et al., 2009a). Stwierdzono, że jest to spowodowane głównie polimorficzną kinazą rhoptry, ROP18, która w szczepach typu i fosforyluje białka IRG Irga6, Irgb6 i Irgb10, powodując dysocjację IRG z wakuoli i hamowanie zakłóceń PV (Zhao et al., 2009a; Steinfeldt et al., 2010; Fentress et al., 2010)., Inne białko rhoptry, ROP5, stwierdzono, że bezpośrednio oddziałuje z białkami IRG, redukując powłoki IRG i inaktywując białka IRG (Fleckenstein et al., 2012; Niedelman i in., 2012). ROP5 może wchodzić w interakcje z IRGs w przypadku braku ROP18. Jednak białka rhoptry, ROP5 i ROP18 podczas mediacji hamowania w aktywowanych ifny mysich komórkach, nie wpływają na przeżycie w aktywowanych ifny ludzkich komórkach (Niedelman et al., 2012)., Wyniki te sugerują, że chociaż ROP5 i ROP18 mogły ewoluować w celu zablokowania IRGs, mogą nie mieć wpływu na przeżycie pasożytów u gatunków, które nie mają systemu IRG, takich jak ludzie. Dlaczego IRG są tak dużą rodziną białek w genomie myszy i tak zredukowane u ludzi, lub czy funkcjonalny odpowiednik(S) istnieje u ludzi, nie jest jeszcze jasne.