패혈증 비브리오균(Vibrio vulnificus)은 해양에 서식하는 미생물로 주로 수온이 높은 해안가에 존재한다. 이 균은 기회감염성 병원균으로, 인체 조직과 세포에 치명적인 손상을 야기하고 숙주 내 과도한 면역반응을 유도하여 50% 이상의 치사율을 보인다. 감염은 주로 패혈증 비브리오균이 오염된 식품을 섭취하였을 때 발생되고, 상처부위가 균이 오염된 환경에 노출되었을 때 또한 환부를 통해 감염이 될 수 있다. 이 균이 병원성을 나타내는데 있어 여러 가지의 독성 인자가 관여하게 되는데, 이 중 독성에 결정적인 역할을 하는 것이 단백질 독소인 MARTX (Multifunctional-Autoprocessing Repeats-in-Toxin)이다. MARTX 독소가 숙주 세포에 전달되고 나면, effector들은 CPD에 의해 각 domain들의 사이가 절단되어 MARTX 독소로부터 방출되고, 숙주세포 내부로 퍼진 effector들은 다양한 숙주 내 target들과 상호작용함으로써 세포에 독성을 나타내게 된다. MARTX의 effector 중 하나인 domain of unknown function at the first position (DUF1)은 다른 effector들과 달리, 단백질에 대한 특성이나 독성을 나타내는 작용 기전에 대해 잘 알려져 있지 않다. Prohibitin 1 (PHB1)과 DUF1이 상호작용하는 것은 보고가 되었으나, 두 단백질이 직접적인 상호작용을 하는지, 그리고 이 상호작용이 갖는 생물학적 의미에 대해서는 깊게 연구 된 바가 없다. 이와 더불어 DUF1의 기능을 설명하기 위한 DUF1의 다른 상호작용체들에 대한 정보가 부족하다. 본 연구에서는, 패혈증 비브리오균이 가지는 effector 중 하나인 DUF1의 기능에 대해 연구하였다. 우선적으로, DUF1 effector-상호작용체 ...
패혈증 비브리오균(Vibrio vulnificus)은 해양에 서식하는 미생물로 주로 수온이 높은 해안가에 존재한다. 이 균은 기회감염성 병원균으로, 인체 조직과 세포에 치명적인 손상을 야기하고 숙주 내 과도한 면역반응을 유도하여 50% 이상의 치사율을 보인다. 감염은 주로 패혈증 비브리오균이 오염된 식품을 섭취하였을 때 발생되고, 상처부위가 균이 오염된 환경에 노출되었을 때 또한 환부를 통해 감염이 될 수 있다. 이 균이 병원성을 나타내는데 있어 여러 가지의 독성 인자가 관여하게 되는데, 이 중 독성에 결정적인 역할을 하는 것이 단백질 독소인 MARTX (Multifunctional-Autoprocessing Repeats-in-Toxin)이다. MARTX 독소가 숙주 세포에 전달되고 나면, effector들은 CPD에 의해 각 domain들의 사이가 절단되어 MARTX 독소로부터 방출되고, 숙주세포 내부로 퍼진 effector들은 다양한 숙주 내 target들과 상호작용함으로써 세포에 독성을 나타내게 된다. MARTX의 effector 중 하나인 domain of unknown function at the first position (DUF1)은 다른 effector들과 달리, 단백질에 대한 특성이나 독성을 나타내는 작용 기전에 대해 잘 알려져 있지 않다. Prohibitin 1 (PHB1)과 DUF1이 상호작용하는 것은 보고가 되었으나, 두 단백질이 직접적인 상호작용을 하는지, 그리고 이 상호작용이 갖는 생물학적 의미에 대해서는 깊게 연구 된 바가 없다. 이와 더불어 DUF1의 기능을 설명하기 위한 DUF1의 다른 상호작용체들에 대한 정보가 부족하다. 본 연구에서는, 패혈증 비브리오균이 가지는 effector 중 하나인 DUF1의 기능에 대해 연구하였다. 우선적으로, DUF1 effector-상호작용체 proteomics 분석을 기반으로 숙주세포 내 DUF1과 상호작용하는 단백질 150여 종을 동정하였다. 그 중에서도, 세포 내 많은 비율을 차지하는 단백질들과 Strep pull-down assay 과정에서 오염된 단백질들을 제외한 62개의 단백질 후보 리스트를 얻었다. 선출된 단백질들의 기능과 세포 내 위치 분석과 함께 기존에 보고된 패혈증 비브리오균이 감염되었을 때 나타나는 세포 독성 증상들을 토대로, 9가지의 단백질이 DUF1과 상호작용하는 최종 후보 군으로 선정 되었다. 세포 내 침전 실험을 통해 8개의 단백질이 세포 내에서 DUF1 effector와 붙는 것을 확인하였고, 그 중 2개의 단백질은 in vitro에서도 직접적으로 상호작용하는 것이 확인되었다. 이 두 단백질은 이전에 보고 된 PHB1과 이번 연구를 통해 새롭게 발굴한 SAMHD1이다. 두 단백질 모두 Ras/c-Raf 신호전달에 있어 중요한 scaffold 단백질로 알려져 있다. 따라서, DUF1은 두 단백질과의 상호작용을 통해 세포 내 중요한 신호전달경로로서 알려진 MAPK 신호전달을 조절할 것으로 예상되며, 이러한 신호전달은 비브리오균이 숙주 세포의 성장 및 생존을 통제하는데 관여할 것이다.
패혈증 비브리오균(Vibrio vulnificus)은 해양에 서식하는 미생물로 주로 수온이 높은 해안가에 존재한다. 이 균은 기회감염성 병원균으로, 인체 조직과 세포에 치명적인 손상을 야기하고 숙주 내 과도한 면역반응을 유도하여 50% 이상의 치사율을 보인다. 감염은 주로 패혈증 비브리오균이 오염된 식품을 섭취하였을 때 발생되고, 상처부위가 균이 오염된 환경에 노출되었을 때 또한 환부를 통해 감염이 될 수 있다. 이 균이 병원성을 나타내는데 있어 여러 가지의 독성 인자가 관여하게 되는데, 이 중 독성에 결정적인 역할을 하는 것이 단백질 독소인 MARTX (Multifunctional-Autoprocessing Repeats-in-Toxin)이다. MARTX 독소가 숙주 세포에 전달되고 나면, effector들은 CPD에 의해 각 domain들의 사이가 절단되어 MARTX 독소로부터 방출되고, 숙주세포 내부로 퍼진 effector들은 다양한 숙주 내 target들과 상호작용함으로써 세포에 독성을 나타내게 된다. MARTX의 effector 중 하나인 domain of unknown function at the first position (DUF1)은 다른 effector들과 달리, 단백질에 대한 특성이나 독성을 나타내는 작용 기전에 대해 잘 알려져 있지 않다. Prohibitin 1 (PHB1)과 DUF1이 상호작용하는 것은 보고가 되었으나, 두 단백질이 직접적인 상호작용을 하는지, 그리고 이 상호작용이 갖는 생물학적 의미에 대해서는 깊게 연구 된 바가 없다. 이와 더불어 DUF1의 기능을 설명하기 위한 DUF1의 다른 상호작용체들에 대한 정보가 부족하다. 본 연구에서는, 패혈증 비브리오균이 가지는 effector 중 하나인 DUF1의 기능에 대해 연구하였다. 우선적으로, DUF1 effector-상호작용체 proteomics 분석을 기반으로 숙주세포 내 DUF1과 상호작용하는 단백질 150여 종을 동정하였다. 그 중에서도, 세포 내 많은 비율을 차지하는 단백질들과 Strep pull-down assay 과정에서 오염된 단백질들을 제외한 62개의 단백질 후보 리스트를 얻었다. 선출된 단백질들의 기능과 세포 내 위치 분석과 함께 기존에 보고된 패혈증 비브리오균이 감염되었을 때 나타나는 세포 독성 증상들을 토대로, 9가지의 단백질이 DUF1과 상호작용하는 최종 후보 군으로 선정 되었다. 세포 내 침전 실험을 통해 8개의 단백질이 세포 내에서 DUF1 effector와 붙는 것을 확인하였고, 그 중 2개의 단백질은 in vitro에서도 직접적으로 상호작용하는 것이 확인되었다. 이 두 단백질은 이전에 보고 된 PHB1과 이번 연구를 통해 새롭게 발굴한 SAMHD1이다. 두 단백질 모두 Ras/c-Raf 신호전달에 있어 중요한 scaffold 단백질로 알려져 있다. 따라서, DUF1은 두 단백질과의 상호작용을 통해 세포 내 중요한 신호전달경로로서 알려진 MAPK 신호전달을 조절할 것으로 예상되며, 이러한 신호전달은 비브리오균이 숙주 세포의 성장 및 생존을 통제하는데 관여할 것이다.
Vibrio vulnificus is an opportunistic pathogen that causes an excessive inflammatory response and critical damage to host cells and tissues. This bacterium infects humans through the gastrointestinal tract or a wound if a susceptible person consumes contaminated seafood or has an open wound that is ...
Vibrio vulnificus is an opportunistic pathogen that causes an excessive inflammatory response and critical damage to host cells and tissues. This bacterium infects humans through the gastrointestinal tract or a wound if a susceptible person consumes contaminated seafood or has an open wound that is exposed to contaminated seawater. The most potent virulence factor is the multifunctional autoprocessing repeats-in-toxin (MARTXVv) toxin. This toxin consists of N- and C-terminal repeats-containing regions, effector domains located between the repeat regions, and a cysteine protease domain (CPD) at the end of the effector domains. After delivery to the host cell cytoplasm, the effector domains are released from the MARTXVv holotoxin by CPD and exert their cytopathic and cytotoxic effects by interacting with various host target molecules. Unlike other effector domains, a domain of unknown function at the first position (DUF1) is poorly characterized and its cytopathic mechanisms are largely unknown. Although prohibitin 1 (PHB1) has been reported as an interacting partner for DUF1, neither a direct interaction between DUF1 and PHB1 nor its biological implications have been studied in-depth. The lack of information about other interacting host targets makes it challenging to elucidate the functions of DUF1. In this study, a liquid chromatography-mass spectrometry-based proteomic strategy was used to search host proteins that interact with DUF1. Using a precipitation assay, eight candidates were verified to interact with DUF1 in the host cell. Among them, two proteins, PHB1 and SAMHD1, showed direct interactions with DUF1 in vitro. Interestingly, both proteins act as scaffold proteins by connecting the Ras to Raf in mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway. These results suggest that DUF1 functions as a negative regulator of MAPK signaling by interfering with the scaffolding functions of PHB1 and SAMHD1, and consequently controlling host cell growth and survival.
Vibrio vulnificus is an opportunistic pathogen that causes an excessive inflammatory response and critical damage to host cells and tissues. This bacterium infects humans through the gastrointestinal tract or a wound if a susceptible person consumes contaminated seafood or has an open wound that is exposed to contaminated seawater. The most potent virulence factor is the multifunctional autoprocessing repeats-in-toxin (MARTXVv) toxin. This toxin consists of N- and C-terminal repeats-containing regions, effector domains located between the repeat regions, and a cysteine protease domain (CPD) at the end of the effector domains. After delivery to the host cell cytoplasm, the effector domains are released from the MARTXVv holotoxin by CPD and exert their cytopathic and cytotoxic effects by interacting with various host target molecules. Unlike other effector domains, a domain of unknown function at the first position (DUF1) is poorly characterized and its cytopathic mechanisms are largely unknown. Although prohibitin 1 (PHB1) has been reported as an interacting partner for DUF1, neither a direct interaction between DUF1 and PHB1 nor its biological implications have been studied in-depth. The lack of information about other interacting host targets makes it challenging to elucidate the functions of DUF1. In this study, a liquid chromatography-mass spectrometry-based proteomic strategy was used to search host proteins that interact with DUF1. Using a precipitation assay, eight candidates were verified to interact with DUF1 in the host cell. Among them, two proteins, PHB1 and SAMHD1, showed direct interactions with DUF1 in vitro. Interestingly, both proteins act as scaffold proteins by connecting the Ras to Raf in mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway. These results suggest that DUF1 functions as a negative regulator of MAPK signaling by interfering with the scaffolding functions of PHB1 and SAMHD1, and consequently controlling host cell growth and survival.
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