Bedeutung der äußeren Membranproteine von Helicobacter pylori für die Adhärenz an Magenepithelzellen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Adhärenz von Helicobacter pylori (H. pylori) spielt eine wichtige Rolle bei der Kolonisierung und damit für die chronische Persistenz des Erregers. Eine wichtige Rolle für die Anpassung an sein Habitat stellt die hohe Variabilität dieses Erregers dar. Die bisher identifizierten Adhärenz-assoziierten Proteine AlpAB, BabA (Lewisb-Bindung) und SabA (Sialyllactose-Bindung) gehören zu der umfangreichen Gruppe von äußeren Membranproteinen (OMPs), die von H. pylori produziert werden. In den vorliegenden Arbeiten sollten Wechselwirkungen zwischen diesen OMPs und der Einfluss weiterer OMPs am Adhärenzgeschehen von H. pylori untersucht werden. In einer Population von 200 klinischen H. pylori-lsolaten produzierten alle Stämme die AIpAB-Proteine. Andere OMPs wurden mit Häufigkeiten von 60-70% (BabA, BabB, OipA, HP0227) bzw. 30-40% (SabA, BabC) gefunden. Die Expression von mehreren OMPs, insbesondere BabA und OipA, war mit dem CagA-Protein, einem wichtigen Virulenzfaktor von H. pylori, korreliert. In Bindungsstudien an definierte Antigene und Magenbiopsien konnten die für BabA und SabA vorhergesagten Bindungseigenschaften bestätigt werden. Alle getesteten Stämme adhärierten unabhängig von ihrem OMP-Expressionsmuster an Fibronektin und Laktoferrin. In weiteren Bindungsstudien auf Magenbiopsien konnte gezeigt werden, dass neben den BabA- und SabA-Proteinen weitere Faktoren am Adhärenzprozess beteiligt sind. Eine wichtige Rolle scheinen dabei die AlpAB-Proteine zu spielen, die an der korrekten Präsentation des SabA-Proteins beteiligt sind, was durch Studien zur Stabilität von SabA in alpAB-Mutanten belegt wurde. Möglicherweise interagieren diese Proteine mit weiteren Adhäsinen von H. pylori. Denkbar wäre die Bildung einer sogenannten Assemblierungsplattform für Oberflächenproteine. In weiteren Experimenten wurde der Grundstein gelegt zur näheren Charakterisierung der BabA-Bindungsdomäne. Durch Fusion verschiedener BabA-Fragmente mit dem Auto transporter-Protein AIDA aus E. coli konnte die Bindungsdomäne auf ein 342 Aminosäuren großes Fragment im N-terminalen Teil eingegrenzt werden. Die Adhärenz von H. pylori an Epithelzellen wird vermittelt von einem komplexen System aus mehreren OMP-Proteinen, deren Wechselwirkung bis heute nicht vollständig aufgeklärt ist. Neben den bekannten Adhäsinen BabA und SabA sind weitere Proteine in diesem Prozess involviert. Die AlpAB-Proteine scheinen dabei eine wichtige Rolle in der Präsentation dieser Adhäsine zu spielen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2004). Correlation between Helicobacter pylori OipA protein expression and oipA switch status. J. Clin. Microbiol. 42(35): 2279-2281
Kudo T, Nurgalieva ZZ, Conner ME, Crawford S, Odenbreit S, Haas R, Graham DY, Yamaoka Y
- (2005). Identification and characterization of binding properties of Helicobacter pylori by glycoconjugate arrays. Glycobiology 15(7): 700-708
Walz A, Odenbreit S, Mahdavi J, Boren T, Ruhl S
- (2006). Helicobacter pylori outer membrane proteins and gastroduodenal disease. Gut 55(6): 775-781
Yamaoka Y, Ojo O, Fujiraoto S, Odenbreit S, Haas R, Gutierrez O, El-Zimaity HMT, Reddy R, Arnqvist A, Graham DY
- (2007). Helicobacter pylori BabA expression, gastric mucosal injury and clinical outcome. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 5(1): 49-58
Fujimoto S, Olaniyi Ojo O, Arnqvist A, Wu JY, Odenbreit S, Haas R, Graham DY, Yamaoka Y
