リステリア菌のハウスキーピング酵素に隠された病原性の役割を発見(Laboratory fishing expedition reels in a big catch: hidden pathogenic role of a housekeeping enzyme in Listeria)

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2023-05-23 パデュー大学

◆パデュー大学の博士課程学生であるDongqi Liuは、食品由来の細菌であるリステリア・モノサイトゲネスが人間や動物に侵入して感染するために使用する以前に知られていなかった戦略を特定しました。リステリアのリスクが最も高いのは妊婦、胎児、免疫の低下した人々、高齢者です。食べ物を摂取すると、細菌は胃と腸を通り抜け、肝臓、脾臓、さらには脳にまで広がり、リステリア症を引き起こします。リステリアは腸のバリアを通過するのにリステリア接着タンパク質(LAP)が重要な役割を果たすことが以前の研究で示されています。しかし、LAPが細菌の表面に留まるメカニズムは謎でした。LAPは細菌の表面に固定されていなければ機能しないため、その問題は重要でした。
◆Dongqi Liuとその共同研究者たちは、内在性の粘着性タンパク質である内因性Bを使用してLAPを細菌の表面に固定することがリステリアによる感染のために必要であることを明らかにしました。これにより、リステリアに関するより良い理解が可能となり、より効果的な予防策が開発される可能性があります。
◆新たな発見は、特に妊婦を含む感受性のある人々におけるリステリア感染症の予防のための抗体補充やワクチンの開発に役立つ可能性があります。

<関連情報>

L. monocytogenesのリステリア接着タンパク質の細胞表面への固定は、病原体形成のためにinternalin Bによって留め置かれる Cell-surface anchoring of Listeria adhesion protein on L. monocytogenes is fastened by internalin B for pathogenesis

Dongqi Liu,Xingjian Bai,Harrison D.B. Helmick,Manalee Samaddar,Mary Anne Roshni Amalaradjou,Xilin Li,Shivendra Tenguria,Nicholas L.F. Gallina,Luping Xu,Rishi Drolia,Uma K. Aryal,Gustavo Marçal Schmidt Garcia Moreira,Michael Hust,Mohamed N. Seleem,Jozef L. Kokini,Raluca Ostafe,Abigail Cox,Arun K. Bhunia
Cell Reports  Published:May 11, 2023
DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112515

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Highlights

•Mass spectrometry identifies InlB as the anchoring partner for secreted LAP
•C-terminal domain of LAP docks InlB GW module via electrostatic forces
•Glu523 and Glu621 in the ADH domain of LAP play a critical role in InlB anchoring
•LAP-InlB complex promotes Lm pathogenesis and systemic spread, including brain

Summary

Listeria adhesion protein (LAP) is a secreted acetaldehyde alcohol dehydrogenase (AdhE) that anchors to an unknown molecule on the Listeria monocytogenes (Lm) surface, which is critical for its intestinal epithelium crossing. In the present work, immunoprecipitation and mass spectrometry identify internalin B (InlB) as the primary ligand of LAP (KD ∼ 42 nM). InlB-deleted and naturally InlB-deficient Lm strains show reduced LAP-InlB interaction and LAP-mediated pathology in the murine intestine and brain invasion. InlB-overexpressing non-pathogenic Listeria innocua also displays LAP-InlB interplay. In silico predictions reveal that a pocket region in the C-terminal domain of tetrameric LAP is the binding site for InlB. LAP variants containing mutations in negatively charged (E523S, E621S) amino acids in the C terminus confirm altered binding conformations and weaker affinity for InlB. InlB transforms the housekeeping enzyme, AdhE (LAP), into a moonlighting pathogenic factor by fastening on the cell surface.

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