Золотистый стафилококк рост использования человеческого гемоглобина в качестве источника железа
Summary
Здесь мы опишем тест для роста<em> Золотистый стафилококк</em> С помощью гемоглобина в качестве единственного источника доступных питательных железа. Этот анализ устанавливает роль бактериальных факторов, влияющих на гемоглобин полученных приобретения железа.
Abstract
Золотистого стафилококка является патогенная бактерия, которая требует железо для выполнения жизненно важных функций обмена веществ и вызывают болезнь. Наиболее распространенными водохранилища железа внутрь человеческого организма является гема, который является кофактором гемоглобина. Для получения железа из гемоглобина, С. золотистого использует сложные системы, известной как железо-регулируемых поверхности определителя (Isd) системы 1. Компоненты Isd системы в первую очередь связывают гемоглобин хоста, а затем извлечь и импортировать гема, и, наконец, освобождение железа из гема в бактериальной цитоплазме 2,3. Этот путь был расчлененный через многочисленные лабораторные исследования 4-9. Кроме того, вклад Isd системы инфекцию неоднократно продемонстрирована на мышах 8,10-14. Создание вклад Isd система гемоглобина, полученных железа приобретения и рост оказался более сложным. Рост анализов с использованием гемоглобина в качестве единственного источника железа сложно бУ нестабильность коммерчески доступных гемоглобина, загрязняя свободного железа в питательной среде, и токсичность, связанная с железом энтеросорбенты. Здесь мы представляем метод, который преодолевает эти ограничения. Высокий гемоглобин качества получается из свежей крови и хранится в жидком азоте. Очищенная гемоглобина дополняется в железо-разрушающих среднего имитируя железа плохих условиях, с которыми сталкивается патогенов внутри позвоночного хозяина. К голодающим С. золотистого свободного железа и дополнения с минимально манипулировать формой гемоглобина Мы вызвать рост в манере, которая полностью зависит от способности связывать гемоглобин, извлечь гема, проходит через гема бактериальной клетки конверт и ухудшить гема в цитоплазме. Этот анализ будет полезен для исследователей, стремящихся выяснения механизмов hemoglobin-/heme-derived приобретения железа в S. стафилококка и, возможно, других бактериальных патогенов.
Protocol
Representative Results
Discussion
Железо является важнейшим питательным требуется организмов из всех царств жизни 15. У позвоночных, железо поглощенных чтобы избежать токсичности, вызванные этим элементом. Это поглощение таит в себе железо от вторжения микробов в процессе, известном как питание иммунитет 16.</sup…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было поддержано США Public Health Service гранты AI69233 и AI073843 из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний. EPS является членом Burroughs Wellcome в патогенезе инфекционных заболеваний. KPH был профинансирован клеточной и молекулярной микробиологии Обучение гранта Программы 5 T32 A107611-10.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalogue Number | Comments |
| HPLC anion exchange column | Varian | PL1551-3802 | |
| Drabkin’s reagent | Sigma | D5941-6VL | |
| Hemoglobin standard | Pointe Scientific | H7506-STD | |
| RPMI | HyClone | SH30011.02 | |
| Chelex 100 sodium form | Sigma | C7901 | |
| EDDHA | LGC Standards GmbH | ANC 001 | |
| Hemoglobin a antibody | Santa Cruz Biotechnology, Inc | SC-21005 | |
| Tryptic soy agar | BD | 236920 |
Riferimenti
- Mazmanian, S., et al. Passage of heme-iron across the envelope of Staphylococcus aureus. Science. 299, 906-909 (2003).
- Pishchany, G., Skaar, E. P. Taste for blood: hemoglobin as a nutrient source for pathogens. PLOS Pathogens. 8, e1002535 (2012).
- Haley, K. P., Skaar, E. P. A battle for iron: host sequestration and Staphylococcus aureus acquisition. Microbes and infection. Institut Pasteur. 14, 217-227 (2012).
- Krishna Kumar, K., et al. Structural basis for hemoglobin capture by Staphylococcus aureus cell-surface protein. IsdH. The Journal of biological chemistry. 286, 38439-38447 (2011).
- Grigg, J. C., Mao, C. X., Murphy, M. E. Iron-coordinating tyrosine is a key determinant of NEAT domain heme transfer. Journal of Molecular Biology. 413, 684-698 (2011).
- Villareal, V. A., et al. Transient weak protein-protein complexes transfer heme across the cell wall of Staphylococcus aureus. Journal of the American Chemical Society. 133, 14176-14179 (2011).
- Muryoi, N., et al. Demonstration of the iron-regulated surface determinant (Isd) heme transfer pathway in Staphylococcus aureus. J. Biol. Chem. 283, 28125-28136 (2008).
- Reniere, M. L., Skaar, E. P. Staphylococcus aureus haem oxygenases are differentially regulated by iron and haem. Mol. Microbiol. 69, 1304-1315 (2008).
- Liu, M., et al. Direct hemin transfer from IsdA to IsdC in the iron-regulated surface determinant (Isd) heme acquisition system of Staphylococcus aureus. J. Biol. Chem. 283, 6668-6676 (2008).
- Pishchany, G., et al. Specificity for human hemoglobin enhances Staphylococcus aureus infection. Cell Host Microbe. 8, 544-550 (2010).
- Pishchany, G., Dickey, S. E., Skaar, E. P. Subcellular localization of the Staphylococcus aureus heme iron transport components IsdA and IsdB. Infect. Immun. 77, 2624-2634 (2009).
- Torres, V. J., Pishchany, G., Humayun, M., Schneewind, O., Skaar, E. P. Staphylococcus aureus IsdB is a hemoglobin receptor required for heme iron utilization. J. Bacteriol. 188, 8421-8429 (2006).
- Kim, H. K., et al. IsdA and IsdB antibodies protect mice against Staphylococcus aureus abscess formation and lethal challenge. Vaccine. 28, 6382-6392 (2010).
- Cheng, A. G., et al. Genetic requirements for Staphylococcus aureus abscess formation and persistence in host tissues. Faseb J. 23, 3393-3404 (2009).
- Andreini, C., Bertini, I., Cavallaro, G., Holliday, G. L., Thornton, J. M. Metal ions in biological catalysis: from enzyme databases to general principles. J. Biol. Inorg. Chem. 13, 1205-1218 (2008).
- Weinberg, E. D. Iron availability and infection. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects. 1790, 600-605 (2009).
- Drabkin, D. Metabolism of the Hemin Chromoproteins. Physiological Reviews. 31, 345-431 (1951).
- Graversen, J. H., Madsen, M., Moestrup, S. K. CD163: a signal receptor scavenging haptoglobin-hemoglobin complexes from plasma. The international journal of biochemistry & cell biology. 34, 309-314 (2002).
- Torres, V. J., et al. Staphylococcus aureus Fur regulates the expression of virulence factors that contribute to the pathogenesis of pneumonia. Infect. Immun. 78, 1618-1628 (2010).
- Hammer, N. D., Skaar, E. P. Molecular Mechanisms of Staphylococcus aureus Iron Acquisition. Annu. Rev. Microbiol. , (2011).
- Hurd, A. F., et al. The iron-regulated surface proteins IsdA, IsdB, and IsdH are not required for heme iron utilization in Staphylococcus aureus. Fems. Microbiology Letters. 329, 93-100 (2012).
- Boys, B. L., Kuprowski, M. C., Konermann, L. Symmetric behavior of hemoglobin alpha- and beta- subunits during acid-induced denaturation observed by electrospray mass spectrometry. Biochimica. 46, 10675-10684 (2007).
- Williams, R. C., Tsay, K. Y. A convenient chromatographic method for the preparation of human hemoglobin. Analytical Biochemistry. 54, 137-145 (1973).
- Shen, T. J., et al. Production of unmodified human adult hemoglobin in Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90, 8108-8112 (1993).
- Manjula, B. N., Acharya, S. A. Purification and molecular analysis of hemoglobin by high-performance liquid chromatography. Methods Mol. Med. 82, 31-47 (2003).
- Neilands, J. B. Microbial envelope proteins related to iron. Annual review of microbiology. 36, 285-309 (1982).
- Chart, H., Buck, M., Stevenson, P., Griffiths, E. Iron regulated outer membrane proteins of Escherichia coli: variations in expression due to the chelator used to restrict the availability of iron. Journal of General Microbiology. 132, 1373-1378 (1986).
- Rogers, H. J. Iron-Binding Catechols and Virulence in Escherichia coli. Infection and Immunity. 7, 445-456 (1973).
