Infektioner med Salmonella bakterie, orsakas ofta av att äta eller hantera underkokt kött eller ägg, drabbar cirka 100 miljoner människor om året världen över. Det lidande som infektionen orsakar - magkramper, feber och diarré - är resultatet av en extremt exakt uppsättning molekylära interaktioner mellan bakterien och den infekterade människans celler. I en ny studie publicerad i Journal of Biological Chemistry , forskare vid Imperial College London och Francis Crick Institute rapporterar några detaljer om hur Salmonella stänger av en immunväg efter infektion.

När en patogen som Salmonella enterica infekterar en cell, cellen aktiverar en serie signaler, som kulminerade i att vissa gener slogs på för att aktivera skyddande immunsvar. En grupp proteiner som aktiverar immunrelaterade gener kallas NF-? B-transkriptionsfaktorer. Salmonella , dock, producerar sin egen uppsättning proteiner som hindrar detta från att hända.

"Dessa (bakteriella proteiner) fungerar som ett sax, skär upp NF-kappaB-transkriptionsfaktorer och därigenom sabotera de infekterade cellernas immunsvar, "sa Teresa Thurston, utredaren på Imperial som övervakade arbetet.

Dessa sabotageproteiner, kallas kollektivt zinkmetalloproteas -effektorproteiner, agera förvånansvärt försiktigt för sabotörer. I de mänskliga cellerna som Salmonella enterica infekterar, det finns fem olika typer av NF-kappaB-proteiner, men Salmonella effektorer skär upp bara tre av dem, lämnar de andra två orörda.

"Interaktionen mellan värden och patogenen är mycket komplex, "Thurston sa." Så vad jag tror att denna selektivitet betyder är att (bakterieproteinerna) kan påverka en viss del av immunsvaret samtidigt som andra armar hålls orörda. Och, på det sättet, de finjusterar verkligen värdens immunsvar snarare än att ha en heltäckande bomb-out-effekt. "

Thurstons team, ledd av doktoranden Elliott Jennings, ville förstå hur dessa bakterieproteiner kunde bete sig så exakt på molekylär nivå. Att göra så, laget tog fram en detaljerad 3D-struktur av en av dem, både ensam och i komplex med ett humant NF-kappaB-protein.

De hittade en sofistikerad mekanism för molekylär sabotage. NF-kappaB-transkriptionsfaktorerna gör sitt jobb med att slå på immunsystemets gener genom att binda till DNA på specifika platser. De Salmonella effektorproteiner får ungefärlig form och elektrisk laddning av DNA -ryggraden, väsentligen lura NF-kappaB-proteiner att hålla sig till dem istället; när detta händer, de Salmonella protein skär ner NF-kappaB-proteinet.

Precisionen med vilken detta sker-endast tre av fem NF-kappaB-proteiner riktas-bestäms starkt av hur bakterieeffektorerna interagerar med en enda aminosyra i de riktade NF-kappaB-proteinerna.

"Med en enda förändring i aminosyrasekvensen, vi kunde skapa ett mål som inte längre kunde skäras, "Sa Thurston." Även tvärtom:Efter att ha ändrat bara en aminosyra, (effektorn) kunde sedan klyva ett protein som normalt inte var riktat. "

Med andra ord, bakterieproteinerna skiljer mellan de humana proteinerna baserat på bara en specifik aminosyra.

Tillsammans, dessa fynd bidrar till en komplex bild av hur Salmonella springer grovt över sin mänskliga värd genom att noggrant bryta nyckelmolekyler i immunsignalvägar.

"Kanske när vi har en fullständig bild av hur bakterier får en över sina värdar, vi kan flytta balansen till förmån för värden, "Sa Thurston." I fallet med Salmonella infektion, detta kan vara viktigt, eftersom många av de dödade är associerade med immunsviktiga patienter. "