C3-Binding and -Degrading Proteins in S. pneumoniae

肺炎链球菌中的 C3 结合和降解蛋白

基本信息

  • 批准号:
    6430070
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.78万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2002-09-23 至 2004-09-22
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Streptococcus pneumoniae remains a leading cause of morbidity and mortality in community acquired respiratory infections. The third component of complement, C3, stands as the central mediator of host defense in susceptible patients who lack anti-capsular antibody. Over the past 5 years, we have identified two C3-degrading enzymes from S. pneumoniae: CppA, which degrades the C3 beta-chain; and PhpA, which cleaves the C3 alpha-chain into previously unrecognized fragments. Neither proteinase has any homolog in the database, and both are expressed by a wide variety of encapsulated clinical isolates. Intranasal immunization of mice with recombinant rCppA reduced nasopharyngeal colonization with a serotype 3 organism. Immunization of mice with rPhpA significantly reduced bacteremia and increased survival; in separate experiments, immunization with rPhpA was more effective than the serotype 3 conjugate vaccine in reducing nasopharyngeal colonization. In addition to the protective effects of CppA and PhpA in vivo, cppA- and phpA- mutants are more susceptible to C3-mediated opsonophagocytosis in vitro than is the isogenic parent. This revised proposal focuses on the mechanisms by which CppA and PhpA enable S. pneumoniae to elude C3-mediated killing in blood and lung. In Specific Aim One, we will characterize the mechanism of proteolysis by which CppA degrades the C3 beta-chain using chromogenic substrates and standard protease inhibitors. Truncation constructs expressed in Lactococcus lactis will be used to map the active site. A cppA- mutant in an encapsulated serotype 4 will be constructed. Specific Aim Two will focus on PhpA, a 79 kDa proteinase that cleaves the C3 alpha-chain into novel fragments of 97 and 83 kDa. Possible biologic activities of these C3 fragments in inhibiting C3 or neutrophils will be assayed. Biochemical techniques will be employed to understand how full-length PhpA liberates an internal 20 kDa polypeptide that appears to account for the majority of C3-cleaving activity. A phpA- mutant in an encapsulated serotype 4 will be constructed. Specific Aim Three will use a standard killing assay and a double mutant to test for additive or synergistic effects of CppA and PhpA. Other opsonins in blood (fibronectin) and lung (surfactant protein A) will be assessed as potential substrates for CppA and PhpA. Specific Aim Four will employ cppA- and phpA- mutants in the encapsulated strain to understand whether the effects of CppA and PhpA on C3-mediated killing contribute to virulence in a rabbit model of pneumonia and bacteremia. This revised proposal will define the role of two potent immunogens in pneumococcal pathogenesis.
描述(由申请人提供):肺炎链球菌仍然是主要的 社区获得性呼吸道感染发病和死亡的原因。 补体的第三个组成部分,C3,是宿主的中心介体 缺乏抗荚膜抗体的易感患者的防御。过去的事 5年来,我们从肺炎链球菌中鉴定出两种C3降解酶:CppA, 降解 C3 β 链;和 PhpA,可切割 C3 α 链 变成以前无法识别的片段。这两种蛋白酶都没有任何同源物 数据库,并且两者都由各种封装的临床表达 隔离。重组 rCppA 小鼠鼻内免疫减少 血清型 3 生物体在鼻咽部定植。小鼠免疫 rPhpA 显着减少菌血症并提高存活率;分别在 实验显示,rPhpA 免疫比血清型 3 更有效 结合疫苗可减少鼻咽定植。除了 CppA和PhpA的体内保护作用,cppA-和phpA-突变体更有效 在体外比同基因的细胞更容易受到 C3 介导的调理吞噬作用的影响 父母。该修订后的提案重点关注 CppA 和 PhpA 的机制 使肺炎链球菌能够逃避血液和肺部中 C3 介导的杀伤作用。 在具体目标一中,我们将描述蛋白水解的机制,通过该机制 CppA 使用显色底物和标准品降解 C3 β 链 蛋白酶抑制剂。在乳酸乳球菌中表达的截短构建体将 用于绘制活性位点图。封装血清型 4 中的 cppA 突变体 将被建造。具体目标二将重点关注 PhpA,一种 79 kDa 的蛋白酶 将 C3 α 链切割成 97 和 83 kDa 的新片段。可能的 这些 C3 片段抑制 C3 或中性粒细胞的生物活性将 进行化验。将采用生化技术来了解如何 全长 PhpA 释放内部 20 kDa 多肽,该多肽似乎 占 C3 裂解活性的大部分。 phpA-突变体 将构建封装的血清型4。具体目标三将使用 标准杀伤试验和双突变体以测试加性或协同作用 CppA 和 PhpA 的影响。血液(纤连蛋白)和肺中的其他调理素 (表面活性剂蛋白 A)将被评估为 CppA 的潜在底物和 PhpA。具体目标四将在封装的载体中采用 cppA- 和 phpA- 突变体 菌株以了解 CppA 和 PhpA 是否对 C3 介导的影响 杀死兔子会导致肺炎和菌血症模型的毒力。 该修订后的提案将定义两种有效免疫原在 肺炎球菌发病机制。

项目成果

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    2001
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    $ 38.78万
  • 项目类别:
Developmental Adaptation
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    2001
  • 资助金额:
    $ 38.78万
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