Капсульный полипептид возбудителя сибирской язвы

Капсульный полипептид B. anthracis является одним из наиболее изученных факторов патогенности с функцией защиты от фагоцитоза. Полипептид представляет собой основной структурный компонент капсулы, наличие которой коррелирует с вирулентностью отдельных штаммов. По данным цитохимического и электронно-микроскопического анализа капсула B. anthracis имеет слоистую структуру. Ее мембраноподобный внешний слой состоит из полипептида и нейтральных мукополисахаридов. В среднем слое капсулы обнаружен комплекс, состоящий из полипептида и полисахарида, внутренний слой содержит кислые мукополисахариды.

Капсульный полипептид синтезируется бактериями как in vivo, так и in vitro. Необходимым условием для образования капсульного полипептида является щелочная среда и наличие СО₂. Процесс сборки капсульной структуры стимулируется добавлением в питательную среду серы и ингибируется жирными кислотами, в частности пальмитиновой кислотой.

По химической природе капсульное вещество B. anthracis представляет собой монотонный полипептид D-глутаминовой кислоты. Это единственный до сих пор известный природный полимер, состоящий исключительно из аминокислоты D-ряда. Молекула пептида имеет форму неразветвленной нити, что позволяет отнести его к линейным полимерам.

Молекулярный вес полипептида, установленный методом анализа концевых аминогрупп, равен 33500 ±3800 Д.

Антигенные свойства полипептида D-глутаминовой кислоты выражены чрезвычайно слабо.

Капсульное вещество B. anthracis имеет высокую антифагоцитарную активность. Можно говорить о двоякой роли, которую играет капсула в процессе “борьбы” B. anthracis с клетками-фагоцитами. С одной стороны, наличие капсульного полипептида препятствует поглощению фагоцитами бацилл сибирской язвы, с другой – капсула способствует фиксации (прикреплению) капсульных форм бактерий к клеткам макрофагальной системы.

Протеин а стафилококков

Судьба стафилококков в организме в значительной мере определяется поведением их в фагоцитозе. Степень завершенности фагоцитоза является едва ли не решающим этапом, от которого зависит дальнейшее развитие стафилококковой инфекции. Исследования последних лет показали, что устойчивость стафилококков к внутриклеточному перевариванию фагоцитами не удается связать с их способностью продуцировать коагулазу.

Устойчивость стафилококков к фагоцитозу коррелирует с наличием у них протеина А, расположенному на наружной поверхности клетокчной стенки, которому и придается важная роль в антифагоцитарном эффекте. Показано, что штаммы, содержащие большое количество протеина А, имеют тенденцию к большей резистентности, чем те, у которых этот белок обнаружен в меньшем количестве или не обнаружен совсем.

По данным электронномикроскопического анализа протеин А находится в самых наружных слоях клеточной стенки стафилококков и равномерно распределяется по поверхности всей клетки. Протеин А ковалентно связан с мукопептидом клеточной стенки и может быть освобожден с помощью ферментов, расщепляющих муреин. Молекулярный вес протеина А равен 42 000 Д. В протеине А обнаружено 16 аминокислот. Преобладают такие аминокислоты, как аспарагиновая, глутаминовая, лизин. Отсутствует триптофан.

Белок А особенно активно синтезируется в логарифмической фазе роста при температуре 41 ⁰С, термолабилен, не разрушается трипсином.

Протеин А вступает в реакцию с иммуноглобулиновой фракцией сыворотки при отсутствии в этой сыворотке антител к протеину А.

Отличительной особенностью протеина А является сродство к сывороточным иммуноглобулинам. Наиболее энергично протеин А взаимодействует с тяжелыми цепями иммуноглобулинов и, в частности, с Fc – фрагментом Ig G. Антигенные детерминанты протеина А и участки, определяющие присоединение его к Fc – фрагменту Ig G, имеют различную локализацию. Как антиген, протеин А взаимодействует с глобулинами не через Fc-область, а через Fab-фрагмент.

Главная функция Ig G заключается в их опсонирующем действии. У человека эта функция особенно свойственна субклассам Ig G₁ и Ig G_3. Опсонизирующие свойства иммуноглобулинов обусловлены Fc – фрагментом его молекулы. При воздействии на бактериальную клетку Fc – фрагмент повышает гидрофобность ее поверхности. Протеин А стафилококков, обладающий сродством к этому фрагменту, после воздействия с ним теряет свою функцию гидрофильного агента и делает клетку чувствительной к фагоцитозу.

Важным свойством протеина А является подавление функции комплементсвязывающей системы. Протеин А инактивирует комплемент сыворотки человека, морской свинки, кроличьей сыворотки. Инактивация происходит за счет образования комплекса между протеином и IgG, однако наиболее выраженная фиксация комплемента наблюдается при избытке иммуноглобулинов.

Принимая во внимание, что фагоцитоз бактерий зависит от активности С1, С2, С3, С4 компонентов комплемента, можно предположить, что на подавление именно их активности и направлено действие протеина А. Протеин А обладает способностью вызывать реакцию гиперчувствительности немедленного или замедленного типа.

М-протеин и капсула стрептококков группы А

М-протеин стрептококков группы А был открыт Лэнсефилд в 1928 году.

Введение мышам М-протеина вместе с культурой стрептококков значительно увеличивает их вирулентность, при этом наблюдается подавление функции захвата микробных клеток лейкоцитами.

М-протеин, как бахрома покрывает поверхность клеточной стенки стрептококков, но, кроме того, М-протеин обнаруживается и в культуральной жидкости, что указывает на способность этого поверхностно расположенного компонента микробной клетки стрептококков легко отделяться и переходить в окружающею среду.

М-протеин стрептококков группы А обладает выраженными антигенными свойствами. Антитела к нему характеризуются типовой специфичностью, что положено в основу серологического типирования стрептококков.

Препятствуя опсонизирующему действию сыворотки, М-протеин защищает клетки стрептококков от переваривания фагоцитами. При соединении с гомологичными антителами М-протеин утрачивает способность ингибировать процесс опсонизации и тем самым лишается своей антифагоцитарной функции.

Подобно протеину А стафилококков, М-протеин стрептококков группы А имеет в своей структуре две области, различающиеся по функциональным свойствам. Одна область молекулы обеспечивает взаимодействие М-протеина с опсонинами, блокирование которых приводит к подавлению фагоцитоза, а другая область ответственна за антигенные свойства М-протеина.

Капсула стрептококка состоит из гиалуроновой кислоты, аналогичной той, которая входит в состав ткани. Поэтому фагоциты не распознают стрептококки, имеющие капсулу, как чужеродные антигены. Стрептококки, лищенные капсулы вирулентными свойствами не обладают.