Роль амилоидогенеза белков наружной мембраны в вирулентности и патогенных свойствах бактерий родов Escherichia и Salmonella

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-26-00276

НазваниеРоль амилоидогенеза белков наружной мембраны в вирулентности и патогенных свойствах бактерий родов Escherichia и Salmonella

Руководитель Белоусов Михаил Владимирович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии" , г Санкт-Петербург

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-104 - Агробиотехнологии

Ключевые слова амилоид, вирулентность, порин, белки наружной мембраны, токсин, белок, патогены млекопитающих, Omp, бактерия, Escherichia, Salmonella

Код ГРНТИ68.03.07

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Некоторые белки способны образовывать упорядоченные фибриллярные структуры, или амилоиды, с присутствием которых связано развитие ряда патологий (амилоидозов). Вместе с тем, в последние годы было обнаружено значительное число амилоидов, выполняющих биологические функции у различных организмов, от бактерий до человека. Так, у бактерий выявлено значительное число амилоидных белков, вовлеченных в формирование биопленок, фимбрий, регуляцию активности токсинов, контроль поверхностного натяжения среды. Некоторые амилоиды бактерий ассоциированы с развитием инфекционных заболеваний человека. Одной из групп белков бактерий, амилоидные свойства которых в настоящее время активно исследуют, являются порины наружной мембраны. Эти белки являются одними из ключевых факторов вирулентности и обладают структурой типа «бета-бочка», обогащенной бета-слоями. Для некоторых из этих белков установлена способность формировать амилоидоподобные агрегаты. Амилоидогенез поринов наружной мембраны может представлять собой важный физиологический механизм, позволяющий бактериальным клеткам более эффективно выживать в агрессивной внутренней среде организма хозяина. В рамках настоящего Проекта впервые будет проведено детальное исследование амилоидных свойств поринов OmpC и OmpF энтеробактерий Escherichia coli и Salmonella enteritidis in vitro и in vivo. Выбор этих белков обусловлен, с одной стороны, их важной ролью в вирулентности бактерий, а с другой - отсутствием детальной информации об амилоидных свойствах этих белков и биологической роли их амилоидогенеза. Энтеробактерии E. coli и S. enteritidis являются важными патогенами человека и животных, что делает актуальным изучение свойств их факторов вирулентности. В работе будут исследованы амилоиды S. enteritidis var. Issatschenko, являющейся избирательным патогеном грызунов, важным для сельского хозяйства. Впервые будут охарактеризованы амилоидные свойства белков OmpC и OmpF S. enteritidis, а также OmpF E. coli при помощи широкого набора методов in vitro и in vivo. В экспериментах in vitro будет детально изучена морфология фибрилл белков OmpC и OmpF, их устойчивость к обработке ионными детергентами и протеазами, термостабильность. Будет исследовано связывание фибриллами амилоид-специфичных красителей. Будет проведен анализ формирования изучаемыми белками фибрилл на поверхности бактериальных клеток, их влияние на взаимодействие бактерий с организмом-хозяином, включая эксперименты по изучению токсичности в отношении культур клеток млекопитающих. Будет оценено влияние сверхпродукции белков OmpC и OmpF на адгезию кишечной палочки и сальмонеллы к клеткам хозяина. Полученные данные будут иметь принципиальную важность для понимания биологической роли амилоидогенеза белков наружной мембраны в вирулентности энтеробактерий и надорганизменных взаимодействиях «патоген-хозяин».

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Соколов П.А., Ролич В.И., Везо О.С., Белоусов М.В., Бондарев С.А., Журавлева Г.А., Касьяненко Н.А. Amyloid fibril length distribution from dynamic light scattering data European Biophysics Journal, V. 51(4-5), P. 325-333 (год публикации - 2022)
10.1007/s00249-022-01600-5

2. Белоусов М.В., Косолапова А.О., Сулацкая А.И., Сулацкий М.И., Антонец К.С., Нижников А.А. OmpF porins of Enterobacteriaceae possess amyloidogenic properties The FASEB Journal, V. 36 (S1), P.1-1 (год публикации - 2022)
10.1096/fasebj.2022.36.S1.L7850

3. Белоусов М.В., Косолапова А.О., Сулацкая А.И., Сулацкий М.И., Антонец К.С., Нижников А.А. OmpC porins of Salmonella enterica and Escherichia coli possess amyloid-forming properties FEMS Conference on Microbiology in association with Serbian Society of Microbiology (Belgrade, Serbia), P. 92-93 (год публикации - 2022)

4. Белоусов М.В., Косолапова А.О., Фаюд Х., Сулацкий М.И., Сулацкая А.И., Романенко М.Н., Бобылев А.Г., Антонец К.С., Нижников А.А. OmpC and OmpF outer membrane proteins of Escherichia coli and Salmonella enterica form bona fide amyloids International Journal of Molecular Sciences, V. 24(21), 15522 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms242115522

5. Белоусов М.В., Косолапова А.О., Сулацкая А.И., Сулацкий М.И., Антонец К.С., Нижников А.А. OmpC and OmpF porins of Salmonella enterica and Escherichia coli possess amyloid-forming properties International Symposium on Microorganisms and the Biosphere MICROBIOS-2023 (Bishkek, Kyrgyzstan, 15-16 June 2023), P. 75 (год публикации - 2023)

6. Белоусов М.В., Косолапова А.О., Сулацкий М.И., Цыганова А.В., Сулацкая А.И., Бобылев А.Г., Штарк О.Ю., Цыганов В.Е., Волков К.В., Антонец К.С., Жуков В.А., Тихонович И.А., Нижников А.А. Amyloid properties of outer membrane porins of Proteobacteria X Съезд общества физиологов растений России «Биология растений в эпоху глобальных изменений климата» (Уфа, Россия, 18-23 сентября 2023), c. 411 (год публикации - 2023)
10.31163/978-5-6047532-1-7

7. Нижников А.А., Белоусов М.В., Сулацкая А.И., Косолапова А.О., Сулацкий М.И., Антонец К.С. Порины энтеробактерий формируют амилоиды, секретируемые в везикулы наружной мембраны II Всероссийская школа-конференция «Сохранение и преумножение генетических ресурсов микроорганизмов» (Санкт-Петербург, Россия, 26-27 июня 2023), с. 67-68 (год публикации - 2023)

8. Фаюд Х., Белоусов М.В., Антонец К.С., Нижников А.А. Амилоидные свойства белка Dps Salmonella enteritidis var. Issatschenko II Всероссийская школа-конференция «Сохранение и преумножение генетических ресурсов микроорганизмов» (Санкт-Петербург, Россия, 26-27 июня 2023), с. 88-89 (год публикации - 2023)

9. Фаюд Х., Косолапова А.О., Антонец К.С., Нижников А.А. Выявление амилоидогенных белков в протеоме Salmonella enteritidis var. Issatschenko Сборник тезисов Всероссийской школы-конференции «Сохранение и преумножение генетических ресурсов микроорганизмов» (Санкт-Петербург, Россия), С. 32 (год публикации - 2022)

Публикации