| Περίληψη |
Οι απακετυλάσες Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης της πεπτιδογλυκάνης ανήκουν στην οικογένεια των εστερασών υδατανθράκων CE4 η οποία περιλαμβάνει ένζυμα που χαρακτηρίζονται από σημαντική ομολογία και λειτουργικές ομοιότητες. Το μακρομόριο της πεπτιδογλυκάνης αποτελεί σημαντική δομή του κυτταρικού τοιχώματος όλων των βακτηρίων. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η Ν-απακετυλίωση του μορίου της Ν-ακέτυλ-γλυκοζαμίνης της πεπτιδογλυκάνης επηρεάζει την αναγνώριση του βακτηρίου από τα κύτταρα του ξενιστή ενώ παρέχει προστασία από παράγοντες της πρωταρχικής ανοσολογικής απόκρισης του ξενιστή, όπως η λυσοζύμη. Αποτελεί εξαιρετικό ενδιαφέρον το γεγονός ότι τα γονιδιώματα του Bacillus cereus και του συγγενικού παθογόνου Bacillus anthracis (ομολογία >90%) περιέχουν το καθένα 10 γονίδια τα οποία κωδικοποιούν για πιθανές απακετυλάσες πολυσακχαριτών, από τις οποίες 5 αναφέρονται ως πιθανές απακετυλάσες Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης της πεπτιδογλυκάνης (ba1961, ba1977, ba2944, ba3679, ba5436). Οι αιτίες ύπαρξης τόσο μεγάλου αριθμού γονιδίων που κωδικοποιούν για πιθανές Ν-απακετυλάσες πεπτιδογλυκάνης στο γονιδίωμα του B.anthracis, σε αντίθεση με τα γονιδιώματα άλλων παθογόνων βακτηρίων τα οποία διαθέτουν μόνο ένα αντίστοιχο γονίδιο, αποτελεί το βασικό επιστημονικό ερώτημα της παρούσας διδακτορικής διατριβής.
Για την διαλεύκανση του βιολογικού ρόλου των παραπάνω ενζύμων ακολουθήθηκε συνδυασμός βιοχημικών και μοριακών τεχνικών καθώς και κυτταρικός εντοπισμός τους στο βακτήριο B. anthracis. Συνοψίζοντας τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής καταλήγουμε ότι 3 από τα 5 ένζυμα (ΒΑ1977, ΒΑ1961, ΒΑ3679) έχουν ενεργότητα Ν-απακετυλίωσης της Ν-ακετυλ-γλυκοζαμίνης της πεπτιδογλυκάνης. Ωστόσο, μόνο το ένζυμο ΒΑ1977 παρέχει προστασία στο βακτήριο ενάντια στην εξωγενώς προστιθέμενη λυσοζύμη in vitro καθώς και σε ζωϊκό μοντέλο και συνεπώς είναι απαραίτητο για την πλήρη παθογονικότητα του Β. anthracis. Αντίθετα, τα ένζυμα ΒΑ1961 και ΒΑ3679 φαίνεται να σχετίζονται με την ρύθμιση της σύνθεσης πεπτιδογλυκάνης πρωταρχικά στα σημεία κυτταρικής διαίρεσης. Τα υπόλοιπα 2 ένζυμα συμμετέχουν στην βιοσύνθεση του ουδέτερου πολυσακχαρίτη του Β. anthracis καθώς εμπλέκονται είτε στην τροποποίησή του (ΒΑ2944) είτε στην πρόσδεσή του στο μόριο της πεπτιδογλυκάνης και στην αγκυροβόληση των πρωτεϊνών της S στοιβάδας (BA5436).
Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής παρέχουν καινοτόμα και θεμελιώδη στοιχεία για την λειτουργία των Ν-απακετυλασών των καταλοίπων της Ν-ακέτυλογλυκοζαμίνης της πεπτιδογλυκάνης στον παθογόνο μικροοργανισμό B. anthracis. Επιπρόσθετα θέτουν τις βάσεις για την ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών που στοχεύουν σε ένζυμα τροποποίησης διάφορων μακρομορίων, δομές οι οποίες είναι απαραίτητες για την κυτταρική ανάπτυξη και την παθογένεια των βακτηρίων.
|
Polysaccharide deacetylases from Bacillus anthracis
