Deregulation of plasm-kinin generating system by aspartyl proteinases produced by Candida spp. through the activation/deactivation of the zymogens of the system

Abstract

Drożdżopodobne grzyby z rodzaju Candida należą do oportunistycznych patogenów, które naturalnie występują w mikroflorze człowieka. Podczas zachowanej homeostazy nie zagrażają one swojemu gospodarzowi, ale jej zachwianie może spowodować przemianę z komensala w groźny patogen. Na drodze ewolucji drożdżaki te wykształciły szereg cech determinujących ich zjadliwość. Jednym z nich jest wydzielanie enzymów proteolitycznych, które oddziałując z kininogenem wielkocząsteczkowym zdolne są do produkcji pochodnych kininy odpowiedzialnych za powstawanie stanu zapalnego, którego pojawienie może sprzyjać rozsiewowi patogenu.Celem niniejszej pracy było zbadanie zdolności deregulacji osoczowego układu generacji kinin przez proteinazy aspartylowe produkowane przez drożdżopodobne grzyby z rodzaju Candida albicans oraz Candida parapsilosis na drodze aktywacji bądź dezaktywacji zymogenów tego układu.Udowodniono, iż poszczególne proteazy aspartylowe gatunków C. albicans i C. parapsilosis wykazują różnice w działaniu na prekalikreinę osoczową. Wszystkie z nich ingerują w strukturę zymogenu, jednak tylko SAP3 zdolna jest do jej aktywacji, tak, iż może produkować bradykininę z syntetycznego peptydu o sekwencji domeny czwartej kininogenu wielkocząsteczkowego. SAPP2 produkowany przez C. parapsilosis, wykazała zdolność do modyfikowania prekalikreiny tak, iż może częściowo ingerować w strukturę domeny 4, hydrolizując wiązania pomiędzy resztami argininy i seryny. Oddziaływaniez SAPP1, SAP2 oraz SAP9 prowadziło do degradacji prekalikreiny. Ich działanie zależy od pH i w przypadku SAPP1 pozwala na zaobserwowanie przejściowej aktywacji, a następnie inaktywacji kalikreiny osoczowej.Nie potwierdzono zdolności żadnej z badanych proteaz aspartylowych do aktywacji czynnika XII, zaobserwowano jednak zachowanie zdolności do autoaktywacji zymogenu nawet w ich obecności.Yeast-like fungi of the genus Candida are opportunistic pathogens that occur naturally in the human microflora. During maintained homeostasis they are not a treat to its host, but the imbalance of the natural microflora or the wealness of the immune system can convert them in a dangerous pathogen. These yeasts have developed a number of characteristics that determine their virulence. One of them is the secretion of proteolytic enzymes that, for instance, interact with a macromolecular kininogen to produce kinin derivatives responsible for inflammation, the appearance of which can promote spreading of the pathogen with the host organism.The aim of this study was to investigate the ability of the deregulation of the plasma kinin-generating system by aspartyl proteinases produced by Candida albicans and Candida parapsilosis through the activation or deactivation of the zymogens of the system.It was proven that the different aspartyl proteases of C. albicans and C. parapsilosis presented significant differences in their action on the plasma prekallikrein. All of these interfered with the structure of the zymogen, but only SAP3 was capable of activation, so that this modified protein was capable of bradykinin production from a synthetic peptide with the sequence matching that of the fourth kinin-contein domain of human kininogen. SAPP2 of C. parapsilosis presented its ability to modify prekallikrein, that was capable of partial interference with the domain structure 4, which consisted in hydrolyzing the bond between the arginine and serine residues. SAPP1, SAP2 and SAP9 led to the degradation of prekallikrein. Their effects depended on the pH and in the case of SAPP1 allowed to observe transient activation and inactivation of plasma kallikrein.No ability of aspartyl proteases to activate FXII was observed; however, the capacity of the zymogen to auto-activation was maintained, even in their presence