Bordetella pertussis Lipid A Recognition by Toll-like Receptor 4 and MD-2 Is Dependent on Distinct Charged and Uncharged Interfaces
Notice bibliographique
Résumé
Lipid A in LPS activates innate immunity through the Toll-like receptor 4 (TLR4)-MD-2 complex on host cells. Variation in lipid A has significant consequences for TLR4 activation and thus may be a means by which Gram-negative bacteria modulate host immunity. However, although even minor changes in lipid A structure have been shown to affect downstream immune responses, the mechanism by which the TLR4-MD-2 receptor complex recognizes these changes is not well understood. We previously showed that strain BP338 of the human pathogen Bordetella pertussis , the causative agent of whooping cough, modifies its lipid A by the addition of glucosamine moieties that promote TLR4 activation in human, but not mouse, macrophages. Using site-directed mutagenesis and an NFκB reporter assay screen, we have identified several charged amino acid residues in TLR4 and MD-2 that are important for these species-specific responses; some of these are novel for responses to penta-acyl B. pertussis LPS, and their mutation does not affect the response to hexa-acylated Escherichia coli LPS or tetra-acylated lipid IVA. We additionally show evidence that suggests that recognition of penta-acylated B. pertussis lipid A is dependent on uncharged amino acids in TLR4 and MD-2 and that this is true for both human and mouse TLR4-MD-2 receptors. Taken together, we have demonstrated that the TLR4-MD-2 receptor complex recognizes variation in lipid A molecules using multiple sites for receptor-ligand interaction and propose that host-specific immunity to a particular Gram-negative bacterium is, at least in part, mediated by very subtle tuning of one of the earliest interactions at the host-pathogen interface. Background: Glucosamine modification of Bordetella pertussis lipid A stimulates host-specific immunity. Results: Charged amino acids mediate host-specific responses to glucosamine modification, whereas uncharged amino acids are critical for responses to B. pertussis lipid A. Conclusion: Multiple sites of interaction, both conserved and unique, are utilized for discrimination of lipid A variants. Significance: This is the first study to systematically dissect penta-acylated lipid A recognition.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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