Презентация на тему: Quorum Sensing

Quorum Sensing
Quorum sensing
РОЛЬ QUORUM SENSING
история
гавайский кальмар
принципы Функционирования QS
Компоненты QS
Quorum Sensing
Quorum Sensing
Гр+
Схема QS регуляции у S. aureus
Гр-
Quorum Sensing
Quorum Sensing
Пути ингибирования системы Quorum sensing
1. Подавление синтеза аи
Quorum Sensing
2. Деградация АИ специфическими ферментами
Quorum Sensing
3. Ингибирование связывания АИ с рецептором
заключение
Спасибо за внимание
1/22
Средняя оценка: 4.1/5 (всего оценок: 88)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (3811 Кб)
1

Первый слайд презентации: Quorum Sensing

Работу подготовили студенты 2 курса СПбГУ МФ 202 группы Завьялов Илья Жуманиёзова Бернора

Изображение слайда
2

Слайд 2: Quorum sensing

Система межклеточной коммуникации у микроорганизмов носит название системы  quorum   sensing  (QS). Сегодня система QS определяется как система координированной экспрессии генов в популяции, зависящая от показателя её плотности, с использованием малых сигнальных молекул – аутоиндукторов (АИ).

Изображение слайда
3

Слайд 3: РОЛЬ QUORUM SENSING

Биолюминесценция Синтез факторов вирулентности Формирование биопленок Регуляция устойчивости к антибиотикам Синтез антибиотиков Синтез внеклеточных ферментов Конъюгационный перенос Ti плазмид агробактерий, регуляция числа копий этих плазмид. Синтез экзополисахаридов Нодуляция – образование клубеньков Трансформация (способность поглощать ДНК) QS СИСТЕМЫ ФУНКЦИОНИРУЮТ КАК ГЛОБАЛЬНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ БАКТЕРИЙ

Изображение слайда
4

Слайд 4: история

Механизм впервые описан в 1970 году Нильсоном в качестве системы регуляции биолюминисценции у морской бактерии  Vibrio   fisheri, живущей как симбионт в световых органах гавайского кальмара. У свободноживущих  Vibrio fischeri АИ находятся в низкой концентрации,поэтому клетки не люминесцируют.

Изображение слайда
5

Слайд 5: гавайский кальмар

В световом органе кальмара клетки V. fischeri чрезвычайно сконцентрированы (около 10 11 кл /мл), при этом индуцируется транскрипция  люциферазы,приводящей к биолюминесценции.

Изображение слайда
6

Слайд 6: принципы Функционирования QS

Передача сигнала от одной клетке к другой осуществляется с помощью сигнальных молекул различной химической природы. Наличие специфических рецепторов. Активация генов-мишеней происходит после связывания сигнальных молекул с соответствующими рецепторами. Запуск системы QS осуществляется по достижении определённой плотности популяции клеток, коррелирующей с концентрацией сигнальных молекул во внешней среде. Самоподдержание функционирования – контроль синтеза новых сигнальных молекул и рецепторов осуществляется так же, как и генов-мишеней в отсутствии активации систем репрессии. Наличие механизмов избирательной негативной регуляции – в клетках микроорганизмов имеются как зависимые, так и не зависимые от QS гены негативной регуляции, продукты которых способны избирательно отключать целые звенья системы QS или всю систему в целом.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Компоненты QS

низкомолекулярный регулятор ( аутоиндуктор ) - легко диффундирующий через клеточную стенку рецепторный регуляторный белок, взаимодействующий с АИ

Изображение слайда
8

Слайд 8

Название системы Сигнальная молекула Рецепция Запуск транскрипции Синтаза У кого встречается Система первого типа (AI-1) [‎2], также известная как AHL-зависимая Ацилгомосеринлактоны (АГЛ ) Гомологи белка LuxR Гомологи белков LuxI и  AinS Гр- ( Vibrio cholerae,   Pseudomonas aeruginosa, V. fischeri ) Система второго типа (AI-2)  [3] Циклические производные дигидроксипентадиона Поверхностный или внутриклеточный фермент c  киназной активностью ( LuxP, LsrB ) Цитоплазматический фермент с  фосфатазной активностью ( дефосфорилирует сигнальную молекулу) Гомологи белка LuxS Впервые описана у  Vibrio harveyi, затем обнаружена у многих Гр+ и Гр- Б Cистема третьего типа (AI-3)  [4] Соединения, близкие по структуре адреналину и норадреналину Белки семейства Qse Неизвестно Сигнальные молекулы продуцирует хозяин (!) Представитель семейства Enterobacteriaceae  ( E. coli,  Salmonella ) Пептидная система регуляции  [4] Короткие циклические регуляторные пептиды Гистидиновая киназа (у золотистого стафилококка — AgrC ) + цитоплазматический регулятор Множество факторов транскрипции В синтезе участвуют продукты генов  agrD (золотистый стафилококк) или  fsrD (энтерококк) Гр+ Б. Наиболее подробно изучены у  S.aureus  и Enterococcus faecalis

Изображение слайда
9

Слайд 9

Изображение слайда
10

Слайд 10: Гр+

АИ - олигопептидные. Двухкомпонентный механизм фосфорилирования. Состояние кворума достигается при переходе популяции бактериальных клеток в стационарную фазу роста. Именно в это время обнаруживаются сигнальные молекулы Общая схема коммуникаций грамположительных бактерий: · синтез предшественника зрелый олигопептид · Олигопептиды накапливаются в межклеточном пространстве по мере роста плотности клеток · Двухкомпонентная киназа распознает сигнал и осуществляет его передачу в клетку путём фосфорилирования · В клетке олигопептид взаимодействует с целевым геном

Изображение слайда
11

Слайд 11: Схема QS регуляции у S. aureus

Изображение слайда
12

Слайд 12: Гр-

белки семейства Luxl катализируют формирование специфических АИ АИ диффундируют наружу и накапливаются по мере увеличения плотности клеток Белки семейства LuxR связывают родственные им АИ при достижении достаточно высокой концентрации сигнальных молекул Комплекс LuxR -АИ связывается с промотором целевых генов, запуская их транскрипцию Более чем у 450 видов грамотрицательных бактерий обнаружены кворум-зависимые системы (АИ – ацилгомосеринлактоны )

Изображение слайда
13

Слайд 13

Схема QS регуляции lux оперона у V. fischeri

Изображение слайда
14

Слайд 14

Схема QS регуляции у P. aeruginosa

Изображение слайда
15

Слайд 15: Пути ингибирования системы Quorum sensing

· Лекарственные средства, подавляющие QS-систему, называются «ядами патогенности» Ингибирование функционирования QS-систем может быть достигнуто несколькими способами Подавление синтеза АИ Деградация АИ специфическими ферментами Ингибирование связывания АИ с рецептором

Изображение слайда
16

Слайд 16: 1. Подавление синтеза аи

Связаны с изучением действия различных аналогов SAM, например, · S- аденозилгомоцистеин, · S- аденозилцистеин действуют как сильные ингибиторы синтеза АГЛ у Pseudomonas aeruginosa Антибиотики – макролиды. Азитромицин в концентрации 2 мкг/мл, не ингибирующий рост P. aeruginosa, подавлял синтез AГЛ, а также продукцию факторов вирулентности, н-р эластазы

Изображение слайда
17

Слайд 17

Изображение слайда
18

Слайд 18: 2. Деградация АИ специфическими ферментами

В настоящее время проводится активный скрининг ферментов, деградирующих АГЛ, в первую очередь, лактоназ, разрушающих гомосеринлактонное кольцо · Лактоназы были найдены у бацилл. Присутствие этого фермента определяет их способность к подавлению фитопатогенных бактерий, у которых вирулентность регулируется QS-системами с участием АГЛ Клетки эпителия дыхательных путей человека способны инактивировать АГЛ P. aeruginosa

Изображение слайда
19

Слайд 19

Изображение слайда
20

Слайд 20: 3. Ингибирование связывания АИ с рецептором

Осуществляется с помощью антагонистов АИ, которые мешают связыванию АИ с рецептором. Такие ингибиторы могут конкурировать с АГЛ. Они структурно близки АИ и взаимодействуют с участком связывания АГЛ в рецепторном белке, но не активируют белок. · Природные антагонисты - производные фуранонов, производные пенициллиновой кислоты, патулина

Изображение слайда
21

Слайд 21: заключение

QS — особый тип регуляции экспрессии генов, зависящей от плотности популяции бактерий; он основан на действии низкомолекулярных сигнальных молекул различной природы ( аутоиндукторов ), которые накапливаются при высоких плотностях популяции бактерий. QS регулирует широкий спектр физиологических процессов у бактерий. Исследования сфокусированы на разработке антагонистов АГЛ. В медицине такие вещества могут быть использованы в качестве АМП.

Изображение слайда
22

Последний слайд презентации: Quorum Sensing: Спасибо за внимание

Изображение слайда