Диссертация (1140384), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Второй домен —глобулярный, сформирован восемью β-листами и находится рядом с основнымдоменом. Третий домен расположен дистально по отношению к основномудомену, он представляет собой глобулярный протеин, сформированный семьюβ-листами. Протомеры располагаются напротив друг друга, соединяясь вобласти основного домена. Шесть протомеров находятся со стороны наружноймембраны и связаны с белком OprM, остальные семь — со стороныцитоплазматической мембраны и связаны с белком MexB [25].Белок OprM представляет собой канал в наружной мембране.
Онобразован тремя мономерами, каждый из которых состоит из α- и β-доменов.36β-доменыПротомер белкабелкаMexAДомен 1(основной)Домен 2Домен 3Белок OprMα-доменыБелок MexBРисунок 3. Строение эффлюкс-системы MexAB-OprM [137]β-домен крепится к наружной мембране, α-домен — участвует в образованиипросвета канала. OprM прикрепляется к наружной мембране с помощьюковалентных связей между аминогруппами белка и жирными кислотамифосфолипидов мембраны. [24].
Регуляция экспрессии эффлюксной системыMexAB-OprM осуществляется репрессором MexR (рис. 4) — при нарушенииего функционирования (например, под действием активных форм кислорода,изменяющих конформацию регулятора MexR) MexAB-OprM активируется иизолят приобретает резистентость к карбапенемам [205]. Замечено, чтонаиболее высокий уровень экспрессии эффлюксной системы присущ изолятам,находящимся в стационарной фазе роста. В данном случае экспрессиярегулируется за счет факторов системы глобального сигналинга «кворумсенсинг» [147].
При этом их влияние снижается под действием регулятора37MexT и экспрессия MexAB-OprM угнетается. Одновременно с угнетениемMexAB-OprM, регулятор MexT усиливает экспрессию эффлюкс-системыMexEF-OprN,чтофенотипическипроявляетсярезистентностьюкфторхинолонам и чувствительностью к бета-лактамам [232]. Важнымифакторами регуляции экпрессии эффлюкс-системы являются репрессор NalD ифактор NalC.
NalD связывается непосредственно с промотерной областьюMexAB-OprM и угнетает экспрессию. Фактор NalC действует опосредованночерез комплекс MexR-ArmR, активирующий экспрессию эффлюкс-системы.NalC является репрессором белка ArmR и препятствует образованию данногокомплекса, в результате чего MexAB-OprM не экспрессируется [92]. ДействиеNalC нейтрализуется под действием некоторых соединений, напримерфенолов.NalDArmRMexRПромоторПромоторNalCЭффлюкс-системаMexAB-OprMMexA MexB OprMФенолыОкислениеMexRПромоторАФКArmRMexA MexB OprMТранскрипцияПромоторNalCЭффлюкс-системаMexAB-OprMРисунок 4.
Схема регуляции экспрессии белков эффлюкс-системы MexAB-OprM [45]Примечание. MexR, ArmR, NalC и NalD – регуляторы экспрессии белков эффлюкссистемы MexAB-OprM; АФК – активные формы кислорода.38Долгое время существовало мнение о том, что большие значения МПКкарбапенемов (>32 мкг/мл) и антисинегнойных цефалоспоринов (>256 мкг/мл)регистрируются только у штаммов-продуцентов карбапенемаз, особенно – упродуцентовметалло-бета-лактамаз(МБЛ).Частоэтоподтверждалосьэкспериментальными результатами [246]. К настоящему времени данноеположение опровергнуто. В упоминавшемся исследовании Lopez-Causape C. etal.
были обнаружены многочисленные МБЛ-негативные изоляты P. aeruginosa сМПК меропенема и имипенема >32 мкг/мл, МПК цефепима и цефтазидима>256 мкг/мл [138]. Авторы полагают, что такие большие значения МПК дляцефалоспоринов и карбапенемов были обусловлены комплексами мутаций, втом числе - мутациями в генах, контролирующих синтез PBP, работу эффлюкссистем и мембранную проницаемость. На возможность значительного МБЛнезависимого увеличения МПК карбапенемов (>64-256 мкг/мл меропенема) у P.aeruginosa указывают и результаты, полученные в других работах [58]. В таб. 4показаны сочетания механизмов приобретенной резистентности к беталактамным антибиотикам у P. aeruginosa.Приобретенная резистентность к антибиотикам группы фторхинолонов уP. aeruginosa связана с (1) модификацией мишени действия антибиотика, (2)функционированием эффлюкс-систем и (3) ферментативной инактивациейантибиотика.Мишеньюдействияфторхинолоновявляютсяферментытопоизомеразы (топоизомераза II (гираза) и топоизомераза IV), играющиеважную роль в репликации, транскрипции, рекомбинации и репарации ДНК.Мутации, происходящие в генах данных ферментов, ведут к их структурнымизменениям и, следовательно, нечувствительности к фторхинолонам.
У P.aeruginosa, как и у других грамотрицательных бактерий, мутации в первуюочередь происходят в гене фермента гиразы (в отличие от грамположительныхбактерий, у которых первоначально повреждается ген топоизомеразы IV) [111].39Таблица 4Сочетания механизмов приобретенной резистентности к бета-лактамнымантибиотикам у P. aeruginosaГруппа антибиотиковМеханизм резистентностиРазрушениеНарушениеЭффлюкс-антибиотикафункциизависимоебета-пориноввыведениелактамазамиПенициллиныГруппыантибиотика2b, Порины OprF, Эффлюкс-2be, 2c, 2d, OpdKсистема2de, 2df, 2f, 3MexAB-OprM(OccK1),OpdF (OccK2)ЦефалоспориныГруппы2be, Порины OprF, Эффлюкс-2de, 2df, 2f, 3OpdOсистемы(OccK3)MexABOprM,MexCD-OprJ,MexXYКарбапенемыГруппы2df, Порины OprD Эффлюкс-2f, 3(OccD1),системаOpdDMexAB-OprM(OccK7),OpdP (OccD3)МонобактамыГруппы2be, Нет данныхЭффлюкссистема2deMexAB-OprMИнгибиторозащищенные Группыбета-лактамы2c, Нет данныхЭффлюкс-2d, 2de, 2df,система2f, 3MexAB-OprM40Последующее возникновение мутаций в генах фермента топоизомеразы IVведет к еще большему увеличению уровня резистентности к фторхинолонам.Каждый из ферментов состоит из двух субъединиц: фермент гиразу формируютсубъединицы GyrA и GyrB, топоизомеразу IV - ParC и ParE.
При этом мутации,вызывающиерезистентностькфторхинолонамлокализуютсявгенахсубъединиц GyrA и/или ParC в так называемых участках QRDR (от англ.«quinolone resistance determining region») [184].Вторым механизмом резистентности P. aeruginosa к фторхинолонамявляется эффлюкс-зависимое выведение антибиотика из бактериальной клетки.Как говорилось выше, данный механизм реализуется за счет четырех эффлюкссистем семейства RND: MexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN, MexXYOprM и дополнительных систем MexHI-OpmD и MexVW-OprM [133, 181, 210].В исследованиях Henrichfreise B. et al.
и Tomas M. et al. у клиническихизолятов P. aeruginosa, резистентных к фторхинолонам, описаны мутации вгенах репрессоров, регулирующих экспрессию эффлюксных систем MexABOprM и MexCD-OprJ [100, 228]. Активация эффлюкс-системы MexXY-OprM уфторхинолон-резистентных изолятов происходит за счет возникновенияинактивирующих мутаций в гене репрессора MexZ. Однако, показаны случаирезистентности к фторхинолонам и нормального уровня экспрессии MexXYOprM даже при отсутствии мутаций в mexZ [103].В отличие от других представителей семейства RND, экспрессия которыхрегулируется репрессорами, эффлюкс-система MexEF-OprN экспрессируется засчет активатора транскрипции MexT. У чувствительных к фторхинолонамизолятовP.aeruginosaMexEF-OprNнефункционируетврезультатевозникновения мутаций в гене данного активатора, характерных для дикихштаммов P. aeruginosa [146].
При реверсии мутаций в гене mexT активируетсяэкспрессия MexEF-OprN и изолят становится резистентным [113, 146]. У таких«реверсированных» изолятов дополнительновозникаетрезистентноть к41антибиотикам группы карбапенемов, но не за счет работы эффлюкс-системы, аза счет MexT-опосредованного угнетения экспрессии гена порина OprD [171].Ферментативная инактивация фторхинолонов происходит под действиемаминогликозидацетилтрансферазы.Данныеферментыосуществляютацетилирование аминогрупп антибактериальных препаратов и большинство изних активны только в отношении аминогликозидов.
Однако, фермент AAC(6’)Ib-cr, обнаруживаемый на плазмидах P. aeruginosa, способен инактивировать иаминогликозиды, и фторхинолоны [56].Приобретеннаярезистентностьобусловленатремяантибиотика(действиеP.механизмами:(1)aeruginosaмодификациярРНК-метилазы),аминогликозид-модифицирующимик(2)аминогликозидаммишениинактивацияферментами–действияантибиотика(отAMEангл.«aminoglycoside-modifying enzymes»), (3) действие эффлюкс-систем.Мишенью действия антибиотиков группы аминогликозидов является 30Sсубъединицарибосом.ФерментырРНК-метилазыосуществляютметилирование 16S рРНК 30S субъединицы, обеспечивая высокий уровеньрезистентностибактериикклиническизначимымаминогликозидам:гентамицину, тобрамицину, амикацину [71].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
