Immunitet (Svenska)
23.6.3 Immunitet-Relaterade GTPase (IRG) Familj
immunitet-relaterade GTPases (IRGs) är en familj av proteiner som induceras av IFNy som är viktigt i motstånd mot ett brett utbud av intravacuolar bakteriella och parasitära patogener, inklusive T. gondii (Taylor et al., 2004, 2007; Zhao et al., 2009b). Av de hundratals gener som ökade med IFNy är IRG-generna bland de mest rikliga., Dessa proteiner, tidigare kallade P47 Gtpaserna, beskrevs först på 1990-talet och under det senaste decenniet har många studier etablerat rollen av IRG-proteiner i resistens mot Toxoplasma (Hunn et al., 2011; Zhao et al., 2009b). Det mesta av arbetet har omfattat följande sju IRG medlemmar: Irgm1 (LRG-47), Irgm2 (GTPI), Irgm3 (IGTP), Irga6 (IIGPI), Irgb6 (TGTP), Irgd (IRG-47) och Irgb10. De flesta av dessa IRG-proteiner har visat sig vara associerade med hämning av T., gondii in vitro, och av de fyra IRG-generna som har slagits ut (Irgm1, Irgm3, Irga6 och Irgd), har alla visat sig avsevärt öka mottagligheten för infektion av T. gondii, vilket därigenom etablerar rollen av IRG-proteiner i resistens mot T. gondii hos möss.
IRG-proteinerna är 46-47 kDa Gtpas, som innehåller en Ras-liknande GTP-bindande domän (benämnd G1). Familjen IRG-protein består av två underfamiljer, baserade på nukleotidbindningsdomänen inom G1 GTP-bindande domänen med en underfamilj med ett GMS-aminosyramotiv och den andra underfamiljen med ett GKS-motiv., De tre IRG medlemmar av GMS underfamiljen omfattar Irgm1, Irgm2 och Irgm3 medan IRG medlemmar, Irga6, Irgb6, Irgd och Irg10 hör till GKS underfamilj. GMS IRG-proteinerna är regulatorer av GKS-proteiner som binder till GKS IRG-proteinerna och upprätthåller dem i inaktiverat tillstånd via en BNP-beroende interaktion (Hunn et al., 2008). IRG-generna är närvarande i hela ryggradsdjur phyla, som är närvarande i cephalochordates, amfibier, fisk, reptiler och däggdjur. I mus är IRG-familjen olika, som kodar för cirka 23 gener, varav 21 kodar för proteiner (Bekpen et al., 2005)., IRG-familjen verkar dock ha förlorats upprepade gånger under evolutionen utan IRG-gener som finns i någon av de tillgängliga fågelgenerna och antalet IRG-gener hos människor reduceras dramatiskt med endast två IRG-gener, IRGC och IRGM, närvarande (Bekpen et al., 2009, 2010).,
I IFNy stimuleras mängd celler infekterade med Toxoplasma flera IRG proteiner har lokalanpassa till Toxoplasma parasitophorous vacuole membran inom några minuter av invasion, med parasitophorous vakuolär membran därefter blir vesiculated och slutligen störs, vilket resulterar i frisättning av parasiten i cytosolen och nedbrytning av parasiten (Martens et al., 2005; Ling m.fl., 2006; Melzer et al., 2008). I makrofager infekterade med Toxoplasma, förstörelse av T., gondii åtföljs av införandet av parasiten i autofagosomer och efterföljande autofagomal leverans till lysosomerna (Ling et al., 2006; Butcher et al., 2005). IRG-medierad vakuolär störning uppträder också i IFNy-stimulerade fibroblaster och astrocyter, men den autofagiska vägen befanns inte vara inblandad (Melzer et al., 2008; Zhao et al., 2009b, Martens m.fl., 2005). Möss som är bristfälliga i autophagic regulator, atg5, är emellertid bristfälliga i deras förmåga att styra T. gondii-replikation som indikerar den autofagiska vägen är inblandad på något sätt (Konen-Waisman och Howard, 2007)., Atg5 har visat sig vara nödvändigt för leverans av IRG-proteiner till PV, även om detta verkar fungera av en mekanism oberoende av den normala autofagiska vägen (Zhao et al., 2008). Slutligen, i IFNy-stimulerade fibroblaster IRG-medierade PV störningar resulterar i värdcellnekros, efter frisättning av parasiten i värd cytoplasman, vilket indikerar förstörelse av värdcellen kan vara en del av IRG mekanismen i vissa celltyper (Zhao et al., 2009b).,
IRG mekanism innebär att ett samordnat lastning av IRG GTPases på Toxoplasma vacuole med minst sex IRG proteiner (Irgm2, Irgm3, Irga6, Irgb6, Irgd och Irg10) lokalisera till Toxoplasma vacuole (Khaminets et al., 2010). Beläggningen av IRG proteiner till PV inträffar inom en timme av invasionen och är hierarkisk med Irgb6 och Irgb10 laddar först. Vid infektion med T. gondii förlorar GKS-proteiner deras interaktion med GMS-proteiner och ackumuleras vid PV-membranet (PVM) i det aktiva GTP-bundna tillståndet vilket leder till vesikulation och bristning av PV (Hunn et al.,, 2008; Papic m.fl., 2008). Trots den stora mängd information som nu förstås om de molekylära och biokemiska aspekterna av IRG-medierad hämning av T. gondii, är mekanismerna som är involverade i vesiculationen som leder till PV-störningar fortfarande inte förstådda. IRG proteiner som är relaterade till dynamin-typ GTPases känd för att medla försvårar bildandet och deformation av membran och det har föreslagits IRG protein fungerar på ett analogt sätt medla vesiculation av PVM, men detta har inte visats (Hunn et al., 2011).,
Den typ jag stammar är resistenta mot IRG-medierad IFNy hämning (Steinfeldt et al., 2010; Howard et al., 2011). Denna brist i IFNy medierad kontroll är associerat med ett misslyckande av ansamling av IRG proteiner på PVM (Zhao et al., 2009a). Detta har visat sig vara till stor del beroende på att den polymorfa rhoptry kinas, ROP18, som i typ jag stammar phosphorylates den GKS IRG proteiner Irga6, Irgb6 och Irgb10, vilket dissociation av IRG från vacuole och hämning av PV störningar (Zhao et al., 2009a; Steinfeldt m.fl., 2010; Fentress m.fl., 2010)., En annan rhoptry protein, ROP5, har funnit att direkt interagera med IRG proteiner, minska IRG beläggning och inaktivera IRG proteiner (Fleckenstein et al., 2012; Niedelman et al., 2012). ROP5 kan interagera med IRGs i avsaknad av ROP18. Men rhoptry proteiner, ROP5 och ROP18 medan förmedling av hämning i IFNy-aktiverad murina celler, som inte påverkar överlevnaden i IFNy aktiverat för mänskliga celler (Niedelman et al., 2012)., Dessa resultat tyder på att medan ROP5 och ROP18 kan ha utvecklats för att blockera IRGs de kanske inte har effekter på parasitens överlevnad på arter som inte har IRG system, såsom människor. Varför IRGs är en så stor familj av proteiner i det murina genomet och så reducerat hos människor, eller om funktionella motsvarigheter finns hos människor, är det ännu inte klart.