Die SpsA-polymere Immunglobulin Rezeptor (pIgR) Interaktion : Rolle des Hexapeptids des bakteriellen Adhäsins SpsA und der Ectodomänen D3 und D4 des humanen pIgR bei der Internalisierung von Streptococcus pneumoniae in Epithelzellen

Elm, Christine

Das humanpathogene Bakterium Streptococcus pneumoniae bindet über das bakterielle Oberflächenprotein SpsA spezifisch die sekretorische Komponente (SC), die den extrazellulären Teil des humanen polymeren Immunglobulin-Rezeptor (pIgR) repräsentiert. Der pIgR transportiert dimeres Immunglobulin A (dIgA) durch mukosale Epithelzellen auf die apikale Oberfläche, wo sekretorisches IgA (SIgA) oder freie SC proteolytisch abgespalten werden. Die Interaktion von SpsA mit dem Rezeptor vermittelt die Adhärenz von Pneumokokken an pIgR-produzierende Zellen. Die Funktion des SpsA als Adhäsin wurde in verschiedenen Serotypen nachgewiesen. Die Bindung des bakteriellen Oberflächenproteins SpsA an den Rezeptor ist humanspezifisch. Fluoreszenz- und Elektronenmikroskopische Studien bewiesen die SpsA-pIgR vermittelte Transmigration der Pneumokokken durch polarisierte mukosale Epithelzellen. Die Konstruktion chimerer Maus-Human-SC-Moleküle identifizierte die Ectodomänen D3 und D4 als Bindungsmotive für SpsA. Durch Spotmembrananalysen sowie Deletionsmutagenese konnten die Bindungsmotive auf die Aminosäuren 206-229 in Domäne 3 und 349-389 in Domäne 4 eingegrenzt werden. In vitro Inhibitionsversuche mit synthetischen Peptiden sowie der Austausch humaner Aminosäuren gegen die der Maus konnten das Peptid 382-386 in Domäne 4 als essentielles Bindungsmotiv für das bakterielle SpsA identifizieren.

Streptococcus pneumoniae is a human pathogenic microorganism that binds to the secretory component (SC) of the polymeric immunoglobulin receptor (pIgR) of mucosal epithelial cells. The polymeric Ig receptor mediates the transport of dimeric IgA across mucosal epithelial cells, resulting in release of secretory component, either free or bound to IgA (SIgA). The SpsA-pIgR interaction mediates adherence of the bacteria to pIgR-expressing cells. The binding of SpsA to the pIgR was shown to be human specific. Fluorescence microscopic studies showed that the SpsA-pIgR interaction leads to the transcytosis of pneumococci across polarized epithelial cells. Binding of chimeric human-mouse SC molecules to SpsA showed the importance of human D3 and D4 for the interaction. By using the peptide array technology SpsA binding regions were identified in D3 and D4. Blocking experiments with synthetic peptides representing the identifies motifs indicated the participation of D3 and D4 as binding regions. Mutational analysis identified the amino acids 206-229 in D3 and 349-389 in D4 as critical motifs for SpsA-pIgR binding. The substitution of amino acids 382-386 from the human receptor against amino acids from mouse pIgR indicated a key role for D4 in SpsA-binding.

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Elm, Christine: Die SpsA-polymere Immunglobulin Rezeptor (pIgR) Interaktion : Rolle des Hexapeptids des bakteriellen Adhäsins SpsA und der Ectodomänen D3 und D4 des humanen pIgR bei der Internalisierung von Streptococcus pneumoniae in Epithelzellen. 2004.

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