PAMPs刺激および細菌感染症後のLabeo rohitaにおけるTLRシグナル伝達経路の下流シグナル伝達アダプター分子としてのIRAK1の分子特性と発現調節機構の解明

/ /

日本語AIでPubMedを検索

PubMedの提供する医学論文データベースを日本語で検索できます。AI(Deep Learning)を活用した機械翻訳エンジンにより、精度高く日本語へ翻訳された論文をご参照いただけます。

Fish Shellfish Immunol..2020 Jan;96:161-176. S1050-4648(19)31107-6. doi: 10.1016/j.fsi.2019.11.064.Epub 2019-11-28.

PAMPs刺激および細菌感染症後のLabeo rohitaにおけるTLRシグナル伝達経路の下流シグナル伝達アダプター分子としてのIRAK1の分子特性と発現調節機構の解明

Molecular characterization and expressional modulation of IRAK1 as downstream signaling adaptor molecule of TLR-signaling pathways in Labeo rohita following PAMPs stimulation and bacterial infections.

Sushmita Sadangi
Arpita Mohanty
Mahismita Paichha
Suchismita Gouda
Ashis Saha
Surajit Das
Mrinal Samanta

PMID: 31786344 DOI: 10.1016/j.fsi.2019.11.064.

抄録

インターロイキン-1受容体関連キナーゼ（IRAK1）は、宿主免疫系のTLR/IL-1Rシグナル伝達経路において重要なシグナル伝達メディエーターの一つである。本研究では、インド亜大陸の経済的に重要な淡水魚種の一つであるロフー（Labeo rohita）を対象に、細菌感染や病原体関連分子パターン（PAMPs）刺激後の発現をクローニングし、その特徴を解析した。rohu IRAK1（LrIRAK1）の全長cDNAは、704アミノ酸（aa）、分子量70.4kDaのポリペプチドをコードするORF2115ntを持つ2765ヌクレオチド（nt）から構成されていた。構造的には、LrIRAK1は、29本のらせん、12本の鎖、および40本のコイルから構成され、1つのN末端死滅ドメイン（19-94aa）と中央のセリン・スレオニンキナーゼ触媒ドメイン（またはキナーゼドメイン）（188-489aa）から構成されています。これら2つのドメインに加えて、LrIRAK1にはリジン、アスパラギン酸、スレオニンという保存性の高いアミノ酸が含まれており、これらはそれぞれキナーゼ活性とリン酸化活性に重要であることが他の動物で報告されています。高等脊椎動物と同様に、LrIRAK1は、338-352 aaにCDK1（サイクリン依存性キナーゼ1）、47-61 aaにNEK2（NIMA関連キナーゼ2）、581-595 aaにNEK6（NIMA関連キナーゼ6）、518-538 aaにAMPK（AMP-活性化プロテインキナーゼ）モチーフから構成されていた。系統学的には、LrIRAK1は洞窟魚、コモンコイと密接に関連しており、高い類似性（〜95％）と同一性（〜90％）を示している。感染していない魚では、LrIRAK1 の発現は肝臓で最も高く（～11.5 倍）、血中で最も低かった。Aeromonas hydrophila、Edwardsiella tarda、Bacillus subtilis の感染、および様々な TLR と NLR リガンドの刺激に応答して、LrIRAK1 の発現は、試験したほぼすべての組織において、様々な時点で顕著に増強された。これらの結果から、LrIRAK1はパターン認識受容体（PRR）を介した病原性の侮辱に対する宿主の防御に重要な役割を果たしていることが示唆された。

Interleukin-1 receptor associated kinase (IRAK1) is one of the crucial signal transduction mediators in TLR/IL-1R signaling pathways in host immune system. To investigate about it in rohu (Labeo rohita), one of the economically important freshwater fish species in the Indian subcontinent, we cloned, characterized and analyzed its expression following bacterial infection and pathogens associated molecular patterns (PAMPs) stimulation. The full-length cDNA of rohu IRAK1 (LrIRAK1) consisted of 2765 nucleotide (nt) having an ORF of 2115 nt encoding a polypeptide of 704 amino acids (aa) with a molecular mass of 70.4 kDa. Structurally, LrIRAK1 consisted of twenty-nine helix, twelve strands and forty one coils making one N-terminal death domain (19-94 aa) and a central serine threonine kinase catalytic domain (or kinase domain) (188-489aa). In addition to these two prominent domains, LrIRAK1 also contained highly conserved amino acids viz., lysine and aspartic acid and threonine which were reported to be important for kinase and phosphorylation activity respectively in other animals. Similar to higher vertebrates, LrIRAK1 also consisted of CDK1 (cyclin-dependent kinase1) at 338-352 aa; NEK2 (NIMA-related kinase 2) at 47-61 aa; NEK6 (NIMA-related kinase 6) at 581-595 aa and AMPK (AMP- activated protein kinase) motif at 518-538 aa. Phylogenetically, LrIRAK1 is closely related to cave fish, common carp exhibiting high similarity (~95%) and identity (~90%). In the uninfected fish, the LrIRAK1 expression was highest in liver (~11.5 fold) and lowest in blood. In response to Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda and Bacillus subtilis infection and various TLR and NLR-ligands stimulation, the expression of LrIRAK1 was markedly enhanced at various time points in almost all the tested tissues. These results together suggest the key role of LrIRAK1 in pattern recognition receptors (PRRs)-mediated host defense against pathogenic insults.