Role Of Two-Component Signal Transduction Systems In Antimicrobial Resistance Of Gram-Negative Pathogens

Dwuskładnikowe szlaki transdukcji sygnału złożone z sensorowej kinazy histydynowej i regulatora odpowiedzi umożliwiają bakteriom adaptacyjną odpowiedź na zmieniające się warunki środowiskowe poprzez regulację ekspresji genów warunkujących przebieg wielu procesów fizjologicznych, wirulencję bakterii czy oporność na antybiotyki (związki przeciwbakteryjne). Oporność bakterii patogennych na antybiotyki jest jednym z najważniejszych problemów zdrowia publicznego na całym świecie. W pracy opisano mechanizm transdukcji sygnału oparty na fosfotransferze, charakterystyczny dla systemów dwuskładnikowych oraz indukowane przez te systemy mechanizmy oporności na antybiotyki. Scharakteryzowano kilka dwuskładnikowych szlaków regulatorowych (system PhoP-PhoQ, PmrA-PmrB, ParR-ParS, CzcR-CzcS, CopR-CopS, PprB-PprA, CbrB-CbrA, BlrA-BlrB, OmpR-EnvZ), które funkcjonują u Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Aeromonas, Salmonella oraz Yersinia spp. Omówiono ich rolę w modyfikacji powierzchni komórki bakteryjnej, ograniczeniu napływu lub zwiększeniu wyrzutu leku z komórki, regulacji produkcji enzymów degradujących antybiotyki czy też w tworzeniu biofilmu.

1. Wstęp. 2. Mechanizm funkcjonowania bakteryjnych dwuskładnikowych systemów regulacyjnych. 2.1. Sensorowe kinazy histydynowe. 2.2. Regulatory odpowiedzi. 2.3. Transdukcja sygnału w dwuskładnikowych systemach regulacyjnych. 3. Mechanizmy oporności na antybiotyki kontrolowane przez dwuskładnikowe systemy regulacyjne. 3.1. Modyfikacja powierzchni komórek. 3.2. Regulacja napływu i wypływu leków. 3.3. Regulacja produkcji enzymów modyfikujących/inaktywujących antybiotyki. 3.4. Inne, alternatywne formy oporności. 4. Charakterystyka niektórych dwuskładnikowych systemów regulacyjnych uczestniczących w oporności na związki przeciwbakteryjne w wybranych bakteriach Gram-ujemnych. 4.1. Systemy PhoP-PhoQ i PmrA-PmrB. 4.2. System ParR-ParS. 4.3. Systemy CzcR-CzcS i CopR-CopS. 4.4. System PprB-PprA. 4.5. System CbrB-CbrA. 4.6. System BlrA-BlrB. 4. 7. System OmpR-EnvZ. 5. Podsumowanie