Изучение протективного внеклеточного протеома Staphylococcus aureus № 6

В последние годы повсеместно наблюдается увеличение распространения инфекций как внебольничных (ВИ), так и связанных с оказанием медицинской помощи (ИСМП), причиной которых является S. aureus. Ранее с помощью жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрическим (LC-MS) анализом был исследован спектр белков S. aureus № 6 с молекулярной массой 30 - 50 кДа, секретируемых в культуральную среду в конце экспоненциальной фазы роста, обладающих протективной активностью. Из выявленных пептидов было идентифицировано 11 белков, и были получены предварительные результаты относительно протективной активности выделенного белоксодержащего соединения (БСС), обозначенного как «исходное». При его фракционировании с помощью ионообменной хроматографии на DEAE-Sepharose была получена протективная фракция -II БСС, подкожная иммунизация которой при генерализованной инфекции мышей BALB/c, развивающейся в результате ретроорбитального введения сублетальной дозы S. aureus, приводит к снижению высеваемости из почки и формированию абсцессов почки, по сравнению с контролем. Цель работы: изучение протективного внеклеточного протеома II БСС S. aureus № 6. Материалы и методы. LC-MS анализ полученных данных был проведен путем сравнения выявленного масс-спектра белков II БСС с результатами протеомного изучения вирулентного штамма S. aureus Newman, широко используемого в исследованиях. C применением различных баз данных было достоверно выявлено более 100 кластеров взаимодействующих белков. Результаты. При анализе основное внимание уделили 46-ти идентифицированным белкам, участвующим в различных биологических процессах. Так, наибольшую группу (19 белков) составляют ферменты углеводного обмена, 8 из которых участвуют в ключевых этапах гликолиза; 6 белков относятся к факторам патогенности (в том числе хлопьеобразующие факторы А и В, гаптоглобинсвязывающий поверхностный белок) и 4 - к стрессовым белкам. Остальные 17 белков составляют обширную группу белков, участвующих в различных метаболических и биосинтетических процессах. Заключение. Полученные результаты подтвердили данные других исследователей об идентификации большого количества секретированных S. aureus белков и об их слабом совпадении с выделенными из клинических изолятов. Это свидетельствует о справедливости положения о пластичности генома S. aureus, влияющего на гетерогенность профиля экзопротеома, что в большой степени определяет сложности в разработке эффективных противостафилококковых вакцин.

протеом, жидкостная хроматография в сочетании с масс-спектрометрическим анализом, секретируемые белоксодержащие соединения, углеводный обмен, факторы патогенности, proteome, liquid chromatography in combination with mass spectrometry, secreted protein-based substances, carbohydrate metabolism, pathogenicity factors

1. Майчук Д.Ю., Дехнич А.В., Сухорукова М.В. Оценка перспективности применения нетилмицина для топической терапии бактериальных инфекций в офтальмологии с учетом чувствительности основных возбудителей в РФ. Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. 2015; 17 (3): 241 - 249.

2. Теплякова О.В., Руднов В.А., Шлыкова Г.И., Доценко Т.Г. Септический артрит у взрослых. Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. 2015; 17 (3): 187 - 206.

3. Bayer A.S. Staphylococcal bacteremia and endocarditis. Arch. Intern. Med. 1982; 142: 1169 - 1177.

4. Sheagren J.N. Staphylococcus aureus - the persistent pathogen. N. Engl. J. Med. 1984; 310: 1368 - 1373.

5. Данилов А.И., Алексеева И.В., Аснер Т.В., Власова Е.Е., Данилова Е.М., Дехнич А.В. и др. Этиология инфекционного эндокардита в России. Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. 2015; 17 (1): 4 - 10.

6. Kennedy A.D., Otto M., Braughton K.R, Whitney A.R, Chen L., Mathema B. et al. Epidemic community-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus: recent clonal expansion and diversification. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008; 105: 1327 - 1332.

7. Baba T., Bae T., Schneewind O., Takeuchi F., Hiramatsu K. Genome sequence of Staphylococcus aureus strain Newman and comparative analysis of staphylococcal genomes: polymorphism and evolution of two major pathogenicity islands. J. Bacteriol. 2008; 190: 300 - 310.

8. Diep B.A., Otto M. The role of virulence determinants in community-associated MRSA pathogenesis. Trends Microbiol. 2008; 16 (8): 361 - 369.

9. Tsompanidou E., Denham E.L., Becher D., de Jong A., Buist G., van Oosten V. et al. Distinct roles of phenol-soluble modulins in spreading of Staphylococcus aureus on wet surfaces. Appl. Environ. Microbiol. 2013; 79: 886 - 895.

10. van den Berg S., Koedijk D.G.A.M., Back J.W., Neef J., Dreisbach A., van Dijl J.M., Bakker-Woudenberg I.A.J.M., Buist G. Active Immunization with an Octa-Valent Staphylococcus aureus Antigen Mixture in Models of S. aureus Bacteremia and Skin Infection in Mice. PLoS ONE. 2015; 10 (2): e0116847.

11. Donenko F.V., Gruber I.M., Semenova I.B., Priyatkin R.G., Ziganshin R.H., Zaryadyeva E.A. et al. Growth-dependent release of carbohydrate metabolism-related and antioxidant enzymes from Staphylococcus aureus strain 6 as determined by proteomic analysis. Experiment and therapeutic medic. 2011; 2: 1199 -1204.

12. Тришин А.В., Доненко Ф.В., Курбатова Е.А., Воюшин К.Е., Киселевский М.В., Егорова Н.Б. и др. Протективная активность секретируемых белков Streptococcus pneumoniae и Klebsiella pneumoniae. Журн. микробиол. 2008; 4: 46 - 50.

13. Грубер И.М., Асташкина Е.А., Лебединская О.В., Егорова Н.Б., Киселевский М.В., Доненко Ф.В. и др. Исследование протективных свойств секретируемых белоксодержащих соединений Staphylococcus aureus № 6. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2015; 14 (4): 86 - 93.

14. Shender V.O., Pavlyukov M.S., Ziganshin R.H., Arapidi G.P., Kovalchuk S.I., Anikanov N.A. et al. Proteome-metabolome profiling of ovarian cancer ascites reveals novel components involved in intercellular communication. Mol Cell Proteomics. 2014; 13 (12): 3558 - 3571.

15. The Staphylococcus aureus secretome. Rijksuniversiteit Groningen. 2010. Доступно на: http://www.rug.nl/research/portal/files/14562146/titlecon.pdf.

16. Nakano M, Kawano Y., Kawagish M., Hasegawa T., linuma Y., Oht M. Two-dimensional analysis of exoproteins of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) for possible epidemiological applications. Microbiol Immunol. 2002; 46: 11 - 22.

17. Ziebandt A.K., Becher D., Ohlsen K., Hacker J., Hecker M., Engelmann S. The influence of agr and sigma B in growth phase dependent regulation of virulence factors in Staphylococcus aureus. Proteomics. 2004; 4: 3034 - 3047.