Melanie Murat, Sergio Navarro y Paschal Ogbogu
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Introducción
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E.coli

Primera en
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Multiples funciones pero pocos mecanismos

Proteólisis

Hemolisis

Múltiples funciones

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Dicha clasificación se basa en la naturaleza molecular de las
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Vía Sec-independiente

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Bacterias Gram positivas y Gram negativas

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Secreción de toxinas, proteasas y lipasas

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Transportador ABC en la MI
Proteína periplásmica anclada a la MI (PF o proteína de
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Primera forma de aceptar preproteínas sustratos

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Prototipo del sistema de translocación de factores de virulencia 
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Factores de virulencia aislados

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BIOGÉNESIS FLAGELAR Y TRANSLOCACIÓN DE
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Sistemas de transporte de proteinas I-III

  1. 1. Melanie Murat, Sergio Navarro y Paschal Ogbogu  Grado de Bioquímica (Grupo N) 
  2. 2.      Introducción Sistema de secreción tipo I Sistema de secreción tipo II - Transporte a través de la membrana interna - Transporte a través de la membrana externa Sistema de secreción tipo III Factores de virulencia
  3. 3. Introducción Área de investigación que ha sido extensamente estudiada en las últimas dos décadas La mayor parte del trabajo se ha desarrollado en las bacterias Gram-negativas Bacterias Gram-negativas Translocación de proteínas  necesidad de atravesar 2 barreras lipídicas separadas por el periplasma y el peptidoglucano. Bacterias Gram-positivas  secreción de proteínas  transporte a través de una sola membrana: - Ventaja  producción comercial de ciertas proteínas extracelulares que se logran obtener con muy altos rendimientos - Inconveniente  dicho proceso ha sido poco estudiado en estos microorganismos. Membrana interna (MI) Gram Membrana Secreción externa (ME) proteínas 1 Sola Gram + membrana
  4. 4.  Secuenciación genomas bacterianos E.coli Primera en identificarse las secuencias en su genoma Gram negativa Gram positiva Genes que codifican para la secreción proteica Los componentes centrales de la maquinaria principal de translocación (S. Sec) muestran un alto grado de similitud
  5. 5. Multiples funciones pero pocos mecanismos Proteólisis Hemolisis Múltiples funciones citotoxicidad Reacciones de fosforilación Proteínas secretadas Etc. Mecanismos de translocación limitados Tipo I, II, III, IV y autotransportadores
  6. 6.  Dicha clasificación se basa en la naturaleza molecular de las maquinarias de transporte y las reacciones que éstas catalizan Dos grandes clases Sec-dependientes Necesidad de una secuencia señal en el extremo N-terminal Sec-independientes No necesitan una secuencia señal ni un intermediario periplásmico
  7. 7.  Vía Sec-independiente  Bacterias Gram positivas y Gram negativas  Secreción de toxinas, proteasas y lipasas  Los sustratos con una señal de secreción en el extremo carboxilo terminal
  8. 8.     3 componentes: Transportador ABC en la MI Proteína periplásmica anclada a la MI (PF o proteína de fusión) Canal en la ME (PME o proteína de membrana externa).
  9. 9.  Secreción de la toxina α-hemolisina (HlyA) en E. coli.
  10. 10.      Vía Sec-dependiente Bacteria mayoritariamente Gram negativa Enzimas hidrolíticas y toxinas, como la toxina del cólera. Sustratos a exportarse con una señal en el extremo amino Translocación en dos pasos: - transporte a través de la MI - transporte a través de la ME
  11. 11.  En E. coli, está compuesto por: una translocasa denominada SecYEG en la MI
  12. 12.  Primera forma de aceptar preproteínas sustratos  Un segundo mecanismo involucra una translocación co-traduccional.
  13. 13.     En Vibrio Cholerae, está constituido por varios componente proteicos: Dos componentes en la ME: las proteínas GspD y GspS, Varios componentes en la MI o en el periplasma asociados a la MI: la mayoría, GspB,C,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O. Un componente en el citoplasma: la proteína GspE.
  14. 14.  Secreción de la toxina del cólera a través de la ME por Vibrio Cholerae
  15. 15.  Sec-independiente  se produce en un solo paso  Papel central en la patogenicidad de muchas bacterias Gram-negativas.  Se asemeja a una jeringa molecular  Identificado en una gran variedad de patógenos: Bordetella, Chlamydia, Erwinia, E.coli, Pseudomonas, Ralstonia, Rhizobia,Salmonella, Shigella, Xanthomonas y Yersinia.  Además se requiere para la biogénesis flagelar.
  16. 16.     Los sustratos carecen de una señal de secreción definida, sin embargo, se ha demostrado que la señal se localiza en el dominio amino terminal. Identificación de secuencias conservadas en esta región y algunos datos sugieren que es más bien una propiedad fisicoquímica, como la anfipaticidad, la que es crítica para la secreción. Esta hipótesis ha sido cuestionada y se ha propuesto que se localiza en la región 5' codificante del RNAm. Sin embargo, no existe evidencia directa de interacción entre el RNAm y los componentes del sistema de secreción.
  17. 17.    Existen proteínas chaperonas que comparten características comunes (tamaño pequeño, pH ácido…). Exportación de algunos sustratos  facilitada por estas chaperonas  proponen a las proteínas en una conformación adecuada para la secreción. Papel directo de las chaperonas como posible señal de reconocimiento en la secreción, así como su papel en la organización de la jerarquía de translocación de los efectores aún no ha sido demostrado.
  18. 18.   Prototipo del sistema de translocación de factores de virulencia  SSTIII de proteínas denominadas Yops, en la familia de patógenos Yersiniae  Ysc Ysc comparte similitud con el sistema de exportación del flagelo Ysc Citosólicos o periféricos de la membrana YscN YscQ y YscL Unión a ATP (cajas de Walker A y B) MI YscR, YscU, YscV Grandes dominios citoplasmáticos YscJ Lipoproteína que tiene una secuencia señal para el sistema Sec YscC Superfamilia de secretinas  canal en la ME
  19. 19.  Factores de virulencia aislados  Observación de Salmonella enterica, Shigella flexneri, y recientemente en E.coli enteropatógena  Similitud entre los componentes estructurales de estas maquinarias con el cuerpo basal del flagelo  Sugerencia de la existencia de un mecanismo común de reconocimiento de sustrato y de exportación  Proposición  el aparato de exportación flagelar es el precursor evolutivo del sistema de secreción de virulencia.
  20. 20.    SISTEMAS DE SECRECIÓN DE PROTEÍNAS EN LAS BACTERIAS GRAM NEGATIVAS: BIOGÉNESIS FLAGELAR Y TRANSLOCACIÓN DE FACTORES DE VIRULENCIA. Bertha GonzálezPedrajo y Georges Dreyfus Google Images Brock (Microbiología) - Biología de los microorganismos - Madigan, Martinko y Parker - 10ed

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