hrvatski

Međustanična komunikacija kod bakterija

Međustanična komunikacija (engl. quorum sensing, QS) razlikuje se kod Gram-negativnih (G(-)) i kod Gram-pozitivnih (G(+)) bakterija, a odvija se pomoću signalnih molekula kao što su acil-homoserin-laktoni (AHL), polipeptidni autoinduktori, AI-2, AI-3, γ-butirolaktoni, kinoloni, furanoni, diketopiperazini, bradioksetin te difuzni signalni faktor. QS dovodi do promjene genske ekspresije i ponašanja bakterija što uključuje bioluminiscenciju, sekreciju faktora virulencije, nastanak biofilma, sporulaciju, konjugaciju, prijenos plazmida, proizvodnju pigmenta, proizvodnju toksina i sintezu gena za invaziju. QS kod G(-) bakterija se odvija pomoću molekula AHL koje se vežu i aktiviraju transkripcijske faktore i mijenjaju gensku ekspresiju. Sustav se sastoji od signalne molekule, signalne sintaze, signalnog receptora i određenog ciljnog gena. QS kod G(+) bakterija se odvija pomoću polipeptidnih autoinduktora koji nastaju u stanici, izlaze iz nje te se vežu na membranski vezanu histidin-kinazu druge stanice, mijenjaju njezinu kinaznu aktivnost i dovode do fosforilacije regulatora odgovora, a on je aktivni transkripcijski faktor koji dovodi do transkripcije ciljnih gena. Među različitim vrstama bakterija QS se može odvijati i pomoću univerzalne autoinduktorske molekule AI-2 koja je nespecifična za vrstu, enzim odgovoran za njezinu sintezu je LuxS, a komunikacija je pod kontrolom sustava LuxP/Q. QS je pomno opisan kod G(-) bakterije Pseudomonas aeruginosa koja je kao oportunistički patogen posebno opasna za imuno-kompromitirane bolesnike. P. aeruginosa ima dva QS sustava, las i rhl, koji se međusobno dopunjuju i omogućavaju aktivaciju različitih faktora virulencije u različito vrijeme. Kod P. aeruginosa su važne tri autoinduktorske molekule, 3-okso-C12-HSL pod kontrolom sustava las, C4-HSL pod kontrolom sustava rhl te PQS koja je pod kontrolom oba sustava međustanične komunikacije. QS je važan i kod velikog broja drugih bakterija, posebice za ekspresiju faktora virulencije. Kod Staphylococcus aureus je posredovan sustavima agr i sar, kod Vibrio fischeri je posredovan sustavom LuxIR i sustavom koji regulira gen ain, kod V. cholerae je posredovan sustavima AI-2/luxS i CqsA/CqsS, kod V. harveyi je posredovan sustavima HAI-1/luxM, AI-2/luxS i CqsA/CqsS, kod streptokoka se odvija pomoću peptidnog sustava, a kod Escherichia coli je posredovan sustavima AI-2/luxS i QseC/QseB. Mnoge bakterije stvaraju biofilm. Biofilm je organizirana zajednica bakterija uklopljenih u izvanstanični polimerni matriks koji nastaje kao posljedica QS. Tvorba biofilma predstavlja veliki problem jer su u takvom obliku bakterije otporne na antimikrobne agense zbog horizontalnog prijenosa gena, što je posebice izraženo kod P. aeruginosa i oboljelih od cistične fibroze. Mijenjanje QS jedan je od načina borbe protiv infekcija kod patogenih bakterija. Gasitelji međustanične komunikacije (QSI) su antibiotici, antimikrobni peptidi, antagonisti autoinduktora koji djeluju na molekule AHL razgradnjom, inaktivnim analozima i antagonistima, te na autoinduktorske polipeptide i molekule AI-3. U QSI također spadaju različiti produkti biljaka izolirani iz klica graška, kamilice, mrkve, čilija, propolisa, papra i češnjaka, te produkti gljivica poput farnezola. QS se može spriječiti i proteinima antiaktivatorima, mutiranim homolozima transkripcijskih regulatora te regulatornim mRNA. Zanimljiv pristup modulaciji QS predstavlja i dizajniranje novih QS sustava s izmijenjenim pojedinačnim dijelovima. Tako možemo utjecati da se bakterije ponašaju prema zadanom obrascu, što bi se moglo primijeniti u borbi protiv bakterijskih infekcija.

Međustanična komunikacija; Pseudomonas aeruginosa; Biofilm; Inhibitori međustanične komunikacije

nije evidentirano