菌体の細胞壁のプロテオミクス解析から、メナジオンによる酸化ストレス応答に関与するタンパク質を明らかにした

Proteomic analysis of Sporothrix schenckii cell wall reveals proteins involved in oxidative stress response induced by menadione.

• Carlos Félix-Contreras
• Carlos A Alba-Fierro
• Emmanuel Ríos-Castro
• Francisco Luna-Martínez
• Mayra Cuéllar-Cruz
• Estela Ruiz-Baca

抄録

スポロトリコーシスは、ヒトと他の動物の両方にとって脅威となる出現性の皮下真菌症である。スポロトリコーシスは、スポロトリックス属の種の外傷性移植によって獲得される。解毒システムに加えて、病原性真菌は、酸化バースト中にヒト宿主の貪食細胞内で生存することを可能にする異なるメカニズムを有している。これらのメカニズムは、食細胞がその構造に関連する特定の受容体を介して病原体を認識するため、細胞壁（CW）に大きく依存している。これまで、S. schenckii CWタンパク質（CWP）の活性酸素種（ROS）に対する発現調節についての研究は行われていませんでした。そこで、本研究では、酸化剤メナジオン（O-）に対するS. schenckiiのCWのプロテオミクス解析を行った。その結果、食細胞内での真菌の生存機構に関連して発現を調節するタンパク質が同定された。その結果、酸化剤に反応して発現が上昇したCWPの中から、S. schenckiiの酸化ストレス応答機構に関与している可能性のある13のタンパク質を同定した。その結果、チオレドキシン1（Trx1）、スーパーオキシドディスムターゼ（Sod）、GPI-anchored cell wall protein、β-1,3-エンドグルカナーゼEglC、グリコシドヒドロラーゼ(Gh)、キチナーゼ、CFEMドメインタンパク質、グリコシダーゼcrf1、共有結合細胞壁タンパク質(Ccw)、30kDaヒートショックタンパク質(Hsp30)、リパーゼ、トレハラーゼ(Treh)、フルクトース二リン酸アルドラーゼ(Fba1)およびクエン酸合成酵素(Cs)であった。S. schenckiiにおけるスーパーオキシドイオン(O-)に応答してそれらの発現を調節するCWPの同定は、宿主からの貪食細胞を回避して感染を引き起こすために、真菌が活性酸素に対してどのように自己防衛するのかを理解するための有用なアプローチである。

Sporotrichosis is an emergent subcutaneous mycosis that is a threat to both humans and other animals. Sporotrichosis is acquired by the traumatic implantation of species of the Sporothrix genus. Added to the detoxification systems, pathogenic fungi possess different mechanisms that allow them to survive within the phagocytic cells of their human host during the oxidative burst. These mechanisms greatly depend from the cell wall (CW) since phagocytic cells recognize pathogens through specific receptors associated to the structure. To date, there are no studies addressing the modulation of the expression of S. schenckii CW proteins (CWP) in response to reactive oxygen species (ROS). Therefore, in this work, a proteomic analysis of the CW of S. schenckii in response to the oxidative agent menadione (O•) was performed. Proteins that modulate their expression were identified which can be related to the fungal survival mechanisms within the phagocyte. Among the up-regulated CWP in response to the oxidative agent, 13 proteins that could be involved in the mechanisms of oxidative stress response in S. schenckii were identified. The proteins identified were thioredoxin1 (Trx1), superoxide dismutase (Sod), GPI-anchored cell wall protein, β-1,3-endoglucanase EglC, glycoside hydrolase (Gh), chitinase, CFEM domain protein, glycosidase crf1, covalently-linked cell wall protein (Ccw), 30 kDa heat shock protein (Hsp30), lipase, trehalase (Treh), fructose-bisphosphate aldolase (Fba1) and citrate synthase (Cs). The identification of CWP that modulates their expression in response to superoxide ion (O•) in S. schenckii is a useful approach to understand how the fungus defends itself against ROS, in order to evade the phagocytic cells from the host and cause the infection.

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