Published September 4, 2021 | Version v1
Publication Open

New Insights into the Methylation of Mycobacterium tuberculosis Heparin Binding Hemagglutinin Adhesin Expressed in Rhodococcus erythropolis

Description

In recent years, knowledge of the role that protein methylation is playing on the physiopathogenesis of bacteria has grown. In Mycobacterium tuberculosis, methylation of the heparin binding hemagglutinin adhesin modulates the immune response, making this protein a subunit vaccine candidate. Through its C-terminal lysine-rich domain, this surface antigen interacts with heparan sulfate proteoglycans present in non-phagocytic cells, leading to extrapulmonary dissemination of the pathogen. In this study, the adhesin was expressed as a recombinant methylated protein in Rhodococcus erythropolis L88 and it was found associated to lipid droplets when bacteria were grown under nitrogen limitation. In order to delve into the role methylation could have in host–pathogen interactions, a comparative analysis was carried out between methylated and unmethylated protein produced in Escherichia coli. We found that methylation had an impact on lowering protein isoelectric point, but no differences between the proteins were found in their capacity to interact with heparin and A549 epithelial cells. An important finding was that HbhA is a Fatty Acid Binding Protein and differences in the conformational stability of the protein in complex with the fatty acid were observed between methylated and unmethylated protein. Together, these results suggest that the described role for this mycobacteria protein in lipid bodies formation could be related to its capacity to transport fatty acids. Obtained results also provide new clues about the role HbhA methylation could have in tuberculosis and point out the importance of having heterologous expression systems to obtain modified proteins.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في السنوات الأخيرة، نمت معرفة الدور الذي تلعبه مثيلة البروتين في تكوين الأمراض الفيزيائية للبكتيريا. في المتفطرة السلية، تعمل مثيلة راصة الدم المرتبطة بالهيبارين على تعديل الاستجابة المناعية، مما يجعل هذا البروتين مرشحًا للقاح الوحدة الفرعية. يتفاعل هذا المستضد السطحي مع بروتيوغليكانات كبريتات الهيباران الموجودة في الخلايا غير البلعمية، مما يؤدي إلى انتشار العامل الممرض خارج الرئة. في هذه الدراسة، تم التعبير عن اللاصق كبروتين ميثيلي مؤتلف في Rhodococcus erythropolis L88 ووجد أنه مرتبط بقطرات الدهون عندما نمت البكتيريا تحت قيود النيتروجين. من أجل الخوض في الدور الذي يمكن أن تلعبه المثيلة في تفاعلات المضيف الممرض، تم إجراء تحليل مقارن بين البروتين المثيل وغير المثيل المنتجة في الإشريكية القولونية. وجدنا أن المثيلة كان لها تأثير على خفض النقطة الكهروضوئية للبروتين، ولكن لم يتم العثور على اختلافات بين البروتينات في قدرتها على التفاعل مع الهيبارين والخلايا الظهارية A549. كان من النتائج المهمة أن HbhA هو بروتين ربط الأحماض الدهنية ولوحظت اختلافات في الاستقرار التوافقي للبروتين في المركب مع الحمض الدهني بين البروتين المثيل وغير المثيل. تشير هذه النتائج معًا إلى أن الدور الموصوف لبروتين المتفطرة هذا في تكوين الأجسام الدهنية يمكن أن يكون مرتبطًا بقدرته على نقل الأحماض الدهنية. توفر النتائج التي تم الحصول عليها أيضًا أدلة جديدة حول الدور الذي يمكن أن تلعبه مثيلة HbhA في مرض السل وتشير إلى أهمية وجود أنظمة تعبير غير متجانسة للحصول على البروتينات المعدلة.

Translated Description (French)

Ces dernières années, la connaissance du rôle que joue la méthylation des protéines sur la physiopathogenèse des bactéries s'est développée. Chez Mycobacterium tuberculosis, la méthylation de l'hémagglutinine adhésine liant l'héparine module la réponse immunitaire, faisant de cette protéine un candidat vaccin sous-unitaire. Grâce à son domaine riche en lysine C-terminal, cet antigène de surface interagit avec les protéoglycanes de sulfate d'héparane présents dans les cellules non phagocytaires, conduisant à une dissémination extrapulmonaire de l'agent pathogène. Dans cette étude, l'adhésine a été exprimée sous la forme d'une protéine méthylée recombinante dans Rhodococcus erythropolis L88 et elle a été associée à des gouttelettes lipidiques lorsque les bactéries ont été cultivées sous limitation en azote. Afin d'approfondir le rôle que la méthylation pourrait avoir dans les interactions hôte-pathogène, une analyse comparative a été réalisée entre les protéines méthylées et non méthylées produites chez Escherichia coli. Nous avons constaté que la méthylation avait un impact sur l'abaissement du point isoélectrique des protéines, mais aucune différence entre les protéines n'a été trouvée dans leur capacité à interagir avec l'héparine et les cellules épithéliales A549. Une découverte importante a été que l'HbhA est une protéine liant les acides gras et que des différences dans la stabilité conformationnelle de la protéine en complexe avec l'acide gras ont été observées entre les protéines méthylées et non méthylées. Ensemble, ces résultats suggèrent que le rôle décrit pour cette protéine de mycobactérie dans la formation des corps lipidiques pourrait être lié à sa capacité à transporter les acides gras. Les résultats obtenus fournissent également de nouveaux indices sur le rôle que la méthylation de l'HbhA pourrait avoir dans la tuberculose et soulignent l'importance d'avoir des systèmes d'expression hétérologues pour obtenir des protéines modifiées.

Translated Description (Spanish)

En los últimos años, ha crecido el conocimiento del papel que está desempeñando la metilación de proteínas en la fisiopatogénesis de las bacterias. En Mycobacterium tuberculosis, la metilación de la adhesina hemaglutinina de unión a heparina modula la respuesta inmune, haciendo de esta proteína una subunidad candidata a vacuna. A través de su dominio rico en lisina C-terminal, este antígeno de superficie interactúa con los proteoglicanos de sulfato de heparán presentes en las células no fagocíticas, lo que conduce a la diseminación extrapulmonar del patógeno. En este estudio, la adhesina se expresó como una proteína metilada recombinante en Rhodococcus erythropolis L88 y se encontró asociada a gotas de lípidos cuando las bacterias se cultivaron bajo limitación de nitrógeno. Para profundizar en el papel que podría tener la metilación en las interacciones huésped-patógeno, se realizó un análisis comparativo entre la proteína metilada y no metilada producida en Escherichia coli. Encontramos que la metilación tuvo un impacto en la reducción del punto isoeléctrico de la proteína, pero no se encontraron diferencias entre las proteínas en su capacidad para interactuar con la heparina y las células epiteliales A549. Un hallazgo importante fue que la HbhA es una proteína de unión a ácidos grasos y se observaron diferencias en la estabilidad conformacional de la proteína en complejo con el ácido graso entre la proteína metilada y la no metilada. En conjunto, estos resultados sugieren que el papel descrito para esta proteína de micobacterias en la formación de cuerpos lipídicos podría estar relacionado con su capacidad para transportar ácidos grasos. Los resultados obtenidos también proporcionan nuevas pistas sobre el papel que podría tener la metilación de HbhA en la tuberculosis y señalan la importancia de contar con sistemas de expresión heterólogos para obtener proteínas modificadas.

Files

pdf.pdf

Files (2.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:cbd78aef98f6ed3aa5b32a58bb66f1b0
2.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
رؤى جديدة في مثيلة المتفطرة السلية Heparin Binding Hemagglutinin Adhesin Expressed in Rhodococcus erythropolis
Translated title (French)
Nouvelles informations sur la méthylation de Mycobacterium tuberculosis Adhésine hémagglutinine liant l'héparine exprimée dans Rhodococcus erythropolis
Translated title (Spanish)
Nuevos conocimientos sobre la metilación de la hemaglutinina adhesiva de unión a heparina de Mycobacterium tuberculosis expresada en Rhodococcus erythropolis

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3197665727
DOI
10.3390/pathogens10091139

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Mexico

References

  • https://openalex.org/W1618386398
  • https://openalex.org/W1684260872
  • https://openalex.org/W1903814430
  • https://openalex.org/W1968489208
  • https://openalex.org/W1976324997
  • https://openalex.org/W1977554360
  • https://openalex.org/W1981412571
  • https://openalex.org/W1992581454
  • https://openalex.org/W2000952896
  • https://openalex.org/W2017529053
  • https://openalex.org/W2031817672
  • https://openalex.org/W2033541022
  • https://openalex.org/W2036766369
  • https://openalex.org/W2051366516
  • https://openalex.org/W2057480992
  • https://openalex.org/W2073373262
  • https://openalex.org/W2078663039
  • https://openalex.org/W2095255992
  • https://openalex.org/W2101533192
  • https://openalex.org/W2101730118
  • https://openalex.org/W2113882016
  • https://openalex.org/W2123284596
  • https://openalex.org/W2125604179
  • https://openalex.org/W2140032094
  • https://openalex.org/W2141659304
  • https://openalex.org/W2149426175
  • https://openalex.org/W2157547888
  • https://openalex.org/W2160904844
  • https://openalex.org/W2163334918
  • https://openalex.org/W2164707153
  • https://openalex.org/W2166086677
  • https://openalex.org/W2344227537
  • https://openalex.org/W2410802173
  • https://openalex.org/W2520336046
  • https://openalex.org/W2573288933
  • https://openalex.org/W2728331570
  • https://openalex.org/W2802875518
  • https://openalex.org/W2893175703
  • https://openalex.org/W2949609210
  • https://openalex.org/W3009446832
  • https://openalex.org/W3133284525