多形毒素とその免疫タンパク質。多様性、進化、およびデリバリーのメカニズム

Polymorphic Toxins and Their Immunity Proteins: Diversity, Evolution, and Mechanisms of Delivery.

• Zachary C Ruhe
• David A Low
• Christopher S Hayes

抄録

すべての細菌は、成長ニッチやその他の限られた環境資源を求めて競争しなければならない。これらの実存的な戦いはいくつかのレベルで行われていますが、1つの一般的な戦略は、競合する細胞間の成長阻害性タンパク質毒素の転送を伴う。これらの抗菌性エフェクターは、常に免疫タンパク質と一緒にコードされており、隣接する兄弟細胞による中毒から細胞を保護している。いくつかのエフェクタークラスが記述されており、それぞれが標的細菌の細胞外皮を突破するように設計されている。エフェクターの構造と輸出経路はクラッド固有の傾向があるが、系統的に離れた種では、密接に関連した毒素ドメインが展開されることが多い。このように、多様な競争システムは、水平的な遺伝子移入を介して共有される毒素-免疫ペアの共通の貯蔵庫を介してリンクされています。このような毒素-免疫タンパク質対は、配列的に非常に多様であり、この多型性が細菌の自己/非自己弁別の重要なメカニズムを支えている。本レビューでは、細菌の競争を媒介する多型毒素エフェクターの構造、機能、送達メカニズムに焦点を当てている。第74巻の最終オンライン掲載予定日は2020年9月8日です。改訂後の予想は http://www.annualreviews.org/page/journal/pubdates を参照してください。

All bacteria must compete for growth niches and other limited environmental resources. These existential battles are waged at several levels, but one common strategy entails the transfer of growth-inhibitory protein toxins between competing cells. These antibacterial effectors are invariably encoded with immunity proteins that protect cells from intoxication by neighboring siblings. Several effector classes have been described, each designed to breach the cell envelope of target bacteria. Although effector architectures and export pathways tend to be clade specific, phylogenetically distant species often deploy closely related toxin domains. Thus, diverse competition systems are linked through a common reservoir of toxin-immunity pairs that is shared via horizontal gene transfer. These toxin-immunity protein pairs are extraordinarily diverse in sequence, and this polymorphism underpins an important mechanism of self/nonself discrimination in bacteria. This review focuses on the structures, functions, and delivery mechanisms of polymorphic toxin effectors that mediate bacterial competition. Expected final online publication date for the , Volume 74 is September 8, 2020. Please see http://www.annualreviews.org/page/journal/pubdates for revised estimates.