2.
Introducción
Sistema de secreción tipo I
Sistema de secreción tipo II
- Transporte a través de la membrana interna
- Transporte a través de la membrana externa
Sistema de secreción tipo III
Factores de virulencia
3. Introducción
Área de investigación que ha sido extensamente estudiada en las últimas dos
décadas
La mayor parte del trabajo se ha desarrollado en las bacterias Gram-negativas
Bacterias Gram-negativas Translocación de proteínas necesidad de atravesar 2
barreras lipídicas separadas por el periplasma y el peptidoglucano.
Bacterias Gram-positivas secreción de proteínas transporte a través de una sola
membrana:
- Ventaja producción comercial de ciertas proteínas extracelulares que se
logran obtener con muy altos rendimientos
- Inconveniente dicho proceso ha sido poco estudiado en estos
microorganismos.
Membrana
interna (MI)
Gram Membrana
Secreción
externa (ME)
proteínas
1 Sola
Gram +
membrana
4.
Secuenciación genomas bacterianos
E.coli
Primera en
identificarse las
secuencias en su
genoma
Gram
negativa
Gram
positiva
Genes que codifican para
la secreción proteica
Los componentes
centrales de la
maquinaria principal
de translocación (S. Sec)
muestran un alto grado
de similitud
5. Multiples funciones pero pocos mecanismos
Proteólisis
Hemolisis
Múltiples funciones
citotoxicidad
Reacciones de
fosforilación
Proteínas secretadas
Etc.
Mecanismos de
translocación
limitados
Tipo I, II, III, IV y
autotransportadores
6.
Dicha clasificación se basa en la naturaleza molecular de las
maquinarias de transporte y las reacciones que éstas catalizan
Dos grandes clases
Sec-dependientes
Necesidad de una
secuencia señal en el
extremo N-terminal
Sec-independientes
No necesitan una
secuencia señal ni un
intermediario
periplásmico
7.
Vía Sec-independiente
Bacterias Gram positivas y Gram negativas
Secreción de toxinas, proteasas y lipasas
Los sustratos con una señal de secreción en
el extremo carboxilo terminal
8.
3 componentes:
Transportador ABC en la MI
Proteína periplásmica anclada a la MI (PF o proteína de
fusión)
Canal en la ME (PME o proteína de membrana externa).
10.
Vía Sec-dependiente
Bacteria mayoritariamente Gram negativa
Enzimas hidrolíticas y toxinas, como la toxina
del cólera.
Sustratos a exportarse con una señal en el
extremo amino
Translocación en dos pasos:
- transporte a través de la MI
- transporte a través de la ME
11.
En E. coli, está compuesto por: una
translocasa denominada SecYEG en la MI
12.
Primera forma de aceptar preproteínas sustratos
Un segundo mecanismo involucra una
translocación co-traduccional.
13.
En Vibrio Cholerae, está constituido por
varios componente proteicos:
Dos componentes en la ME: las proteínas
GspD y GspS,
Varios componentes en la MI o en el
periplasma asociados a la MI: la mayoría,
GspB,C,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O.
Un componente en el citoplasma: la proteína
GspE.
14.
Secreción de la toxina del cólera a través de la ME por Vibrio
Cholerae
15.
Sec-independiente se produce en
un solo paso
Papel central en la patogenicidad de
muchas bacterias Gram-negativas.
Se asemeja a una jeringa molecular
Identificado en una gran variedad de
patógenos: Bordetella, Chlamydia,
Erwinia, E.coli, Pseudomonas,
Ralstonia, Rhizobia,Salmonella,
Shigella, Xanthomonas y Yersinia.
Además se requiere para la biogénesis
flagelar.
16.
Los sustratos carecen de una señal de secreción
definida, sin embargo, se ha demostrado que la señal
se localiza en el dominio amino terminal.
Identificación de secuencias conservadas en esta
región y algunos datos sugieren que es más bien una
propiedad fisicoquímica, como la anfipaticidad, la
que es crítica para la secreción.
Esta hipótesis ha sido cuestionada y se ha propuesto
que se localiza en la región 5' codificante del RNAm.
Sin embargo, no existe evidencia directa de
interacción entre el RNAm y los componentes del
sistema de secreción.
17.
Existen proteínas chaperonas que
comparten características comunes
(tamaño pequeño, pH ácido…).
Exportación de algunos sustratos
facilitada por estas chaperonas
proponen a las proteínas en una
conformación adecuada para la
secreción.
Papel directo de las chaperonas como
posible señal de reconocimiento en la
secreción, así como su papel en la
organización de la jerarquía de
translocación de los efectores aún no
ha sido demostrado.
18.
Prototipo del sistema de translocación de factores de virulencia
SSTIII de proteínas denominadas Yops, en la familia de patógenos
Yersiniae Ysc
Ysc comparte similitud con el sistema de exportación del flagelo
Ysc
Citosólicos o
periféricos de la
membrana
YscN
YscQ y YscL
Unión a ATP (cajas
de Walker A y B)
MI
YscR, YscU,
YscV
Grandes dominios
citoplasmáticos
YscJ
Lipoproteína que tiene
una secuencia señal
para el sistema Sec
YscC
Superfamilia de
secretinas canal
en la ME
19.
20.
Factores de virulencia aislados
Observación de Salmonella enterica, Shigella flexneri, y
recientemente en E.coli enteropatógena
Similitud entre los componentes estructurales de estas
maquinarias con el cuerpo basal del flagelo
Sugerencia de la existencia de un mecanismo común de
reconocimiento de sustrato y de exportación
Proposición el aparato de exportación flagelar es el
precursor evolutivo del sistema de secreción de
virulencia.
21.
22.
SISTEMAS DE SECRECIÓN DE PROTEÍNAS EN
LAS BACTERIAS GRAM NEGATIVAS:
BIOGÉNESIS FLAGELAR Y TRANSLOCACIÓN DE
FACTORES DE VIRULENCIA. Bertha GonzálezPedrajo y Georges Dreyfus
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Brock (Microbiología) - Biología de los
microorganismos - Madigan, Martinko y
Parker - 10ed
