単一の二重機能酵素は、Neisseria gonorrhoeaeによる炎症性nodアゴニストペプチドグリカン断片の産生を制御します

Neisseria goNorrhoeae gonococcus（GC）は、性感染症go病のグラム陰性ベタプロテオバクテリウムおよび原因物質です。成長中、GCはリポリゴ糖（LOS）とペプチドグリカン（PG）フラグメントを放出し、ヒト感染中に観察された炎症性損傷に大きく寄与します。ヒトの卵管の昇る感染において、炎症は異所性妊娠、骨盤炎症性疾患、および不妊のリスクの増加につながります。GCによって放出されたPGフラグメントのうち、ほとんどはディスク糖ペプチドモノマーであり、そのうち80％は、テトラペプチドの茎が組み立てられた細胞壁の80％を占めるという観察にもかかわらず、トリペプチド茎を持っています。細胞壁テトラペプチド-STEM PGを放出されたトリュププチド-STEM PGに変換する酵素として、セリン - プロテアーゼL、D-カルボキシペプチダーゼ、NGO1274（LDCA）を特定しました。GAMMAPROTEOBACTERIAの特徴づけられた細胞質LDCAホモログとは異なり、GCのLDCAはペリプラズムに輸出されており、その局在は、放出のためにPGフラグメントを変更する活動に重要です。他の特徴づけられたL、D-カルボキシペプチダーゼ、GCのLDCAは、特定のペプチドクロスブリッジ（エンドペプチダーゼ活性）の切断を触媒することもできます。病因におけるLDCAの役割を定義するために、LDCAの破壊により、NOD1依存性のNF-κB活性化の喪失と、Toll様受容体（TLR）アゴニスト放出に影響を与えない一方でNOD2依存性NF-κB活性化の減少の両方が生じることを実証します。ヒト細胞内ペプチドグリカン受容体NOD1（HNOD1）はD-アラニンではなく末端メソDAPを持つPGフラグメントを特異的に認識しているため、LDCAはGCがヒト宿主の細胞でNOD1依存反応を引き起こす必要があると結論付けています。浸透圧溶解、および外部暴行からの細胞の防御。ただし、保存されたペプチドグリカン構造は、真核生物パターン認識受容体によっても認識されており、細菌に対する免疫応答を引き起こす可能性があります。多くの細菌は、細胞内ペプチドグリカン受容体NOD1を介して炎症反応を誘発することができますが、Neisseria goNorrhoeaeは極端な例として機能し、ヒトNOD1に特異的に拮抗する成長中にペプチドグリカンの断片を環境に放出します。ナイセリアが免疫検出を回避または抑制するのではなく、NOD1の活性化を促進することを可能にするペプチドグリカンの分解メカニズムを理解することは、このますます薬剤耐性生物の病因を理解するために重要です。解放されたペプチドグリカンフラグメントをヒトNOD1アゴニストに変換する原因となるペプチドグリカンL、D-カルボキシペプチダーゼを特定し、同じ酵素が特定のペプチドグリカン架橋でエンドペプチダーゼ活性を持っていることを発見しました。

Neisseria gonorrhoeae gonococcus (GC) is a Gram-negative betaproteobacterium and causative agent of the sexually transmitted infection gonorrhea. During growth, GC releases lipooligosaccharide (LOS) and peptidoglycan (PG) fragments, which contribute significantly to the inflammatory damage observed during human infection. In ascending infection of human Fallopian tubes, inflammation leads to increased risk of ectopic pregnancy, pelvic inflammatory disease, and sterility. Of the PG fragments released by GC, most are disaccharide peptide monomers, and of those, 80% have tripeptide stems despite the observation that tetrapeptide stems make up 80% of the assembled cell wall. We identified a serine-protease l,d-carboxypeptidase, NGO1274 (LdcA), as the enzyme responsible for converting cell wall tetrapeptide-stem PG to released tripeptide-stem PG. Unlike characterized cytoplasmic LdcA homologs in gammaproteobacteria, LdcA in GC is exported to the periplasm, and its localization is critical for its activity in modifying PG fragments for release. Distinct among other characterized l,d-carboxypeptidases, LdcA from GC is also capable of catalyzing the cleavage of specific peptide cross-bridges (endopeptidase activity). To define the role of ldcA in pathogenesis, we demonstrate that ldcA disruption results in both loss of NOD1-dependent NF-κB activation and decreased NOD2-dependent NF-κB activation while not affecting Toll-like receptor (TLR) agonist release. Since the human intracellular peptidoglycan receptor NOD1 (hNOD1) specifically recognizes PG fragments with a terminal meso-DAP rather than d-alanine, we conclude that LdcA is required for GC to provoke NOD1-dependent responses in cells of the human host.IMPORTANCE The macromolecular meshwork of peptidoglycan serves essential functions in determining bacterial cell shape, protecting against osmotic lysis, and defending cells from external assaults. The conserved peptidoglycan structure, however, is also recognized by eukaryotic pattern recognition receptors, which can trigger immune responses against bacteria. Many bacteria can induce an inflammatory response through the intracellular peptidoglycan receptor NOD1, but Neisseria gonorrhoeae serves as an extreme example, releasing fragments of peptidoglycan into the environment during growth that specifically antagonize human NOD1. Understanding the peptidoglycan breakdown mechanisms that allow Neisseria to promote NOD1 activation, rather than avoiding or suppressing immune detection, is critical to understanding the pathogenesis of this increasingly drug-resistant organism. We identify a peptidoglycan l,d-carboxypeptidase responsible for converting liberated peptidoglycan fragments into the human NOD1 agonist and find that the same enzyme has endopeptidase activity on certain peptidoglycan cross-links, the first described combination of those two activities in a single enzyme.