streszczenie(PL)

Dominik Lewandowski
Strukturalne i funkcjonalne uwarunkowania oddziaływań pomiędzy kleszczem a
patogenną bakterią na przykładzie białek TROSPA z Ixodes ricinus i OspA z
Borrelia burgdorferi
STRESZCZENIE
Pasożytniczy tryb życia kleszczy sprawił, iż stały się one nosicielami wielu
patogenów, w tym krętków Borrelia burgdorferi, odpowiedzialnych za rozwój boreliozy. W
Europie, bakterie B. burgdorferi najczęściej przenoszone są przez kleszcze pospolite Ixodes ricinus. Wykazano, że białkiem niezbędnym do kolonizacji roztoczy przez krętki jest
receptor TROSPA (ang. tick receptor for OspA). Bakterie, występujące w spożytej przez
kleszcza krwi, wiążą się z zakotwiczoną w błonie komórek nabłonkowych glikoproteiną
TROSPA i w ten sposób zasiedlają przewód pokarmowy wektora. Ze strony borrelii w
oddziaływaniach tych uczestniczy białko OspA (ang. outer surface protein A), występujące na
powierzchni zewnętrznej błony komórkowej bakterii. Podstawowym celem badań
prezentowanych w niniejszej rozprawie było lepsze poznanie strukturalnych i funkcjonalnych
uwarunkowań oddziaływań zachodzących pomiędzy kleszczem a patogenną bakterią. Jako
główny obiekt badań wybrano kompleks TROSPA-OspA.
Przeprowadzone na wstępie doświadczenia potwierdziły prawdziwość wcześniejszych
doniesień dotyczących roli TROSPA w oddziaływaniach kleszcz-bakteria. Wykazano
bowiem, że wyprodukowane w systemie bakteryjnym białko TROSPA wykazuje zdolność do
wiązania OspA pochodzącego z trzech różnych gatunków Borrelia (B. afzelii, B. garinii oraz
B. burgdorferi s.s.). Stwierdzono, iż w procesie powstawania kompleksu TROSPA-OspA
istotną rolę odgrywają oddziaływania elektrostatyczne. Zgodnie z przewidywaniami, nie
stwierdzono by w procesie tym uczestniczyła domena transbłonowa białka TROSPA. W
kolejnym etapie badań porównano aktywność białka TROSPA produkowanego w komórkach
owadzich i w E. coli. W rezultacie zaobserwowano, że modyfikacje potranslacyjne, którym
ulega białko produkowane w układzie eukariotycznym, nie wpływają w istotny sposób na
powstawanie kompleksu TROSPA-OspA.
Wyniki badań strukturalnych dowiodły, że uczestniczącą w wiązaniu OspA,
zewnątrzkomórkową część TROSPA (TROSPA_NΔ44) zaliczyć można do klasy białek
nieuporządkowanych (ang. intrinsically disordered protein, IDP). TROSPA_NΔ44 jest zatem
pierwszym zidentyfikowanym białkiem IDP, które bierze udział w oddziaływaniu pomiędzy
wektorem i patogenem. Pokazano, iż w zależności od pH środowiska TROSPA_NΔ44 może
przybierać konformację stopionej globuli typu PMG (ang. premolten globule-like) lub kłębka
statystycznego. Pomiary małokątowego rozpraszania promieniowania rentgenowskiego (ang.
small angle X-ray scattering, SAXS) wykazały, że cząsteczka białka TROSPA_NΔ44 jest
silnie
wydłużona
i
występuje
w
roztworze
w
postaci
licznych,
dynamicznie
przekształcających się konformerów. Na podstawie uzyskanych wyników stworzono szereg
modeli kompleksu TROSPA_NΔ44-OspA, a następnie wybrano dwa, które najlepiej
odpowiadały otrzymanym danym eksperymentalnym.