Readsorption of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (Gapdh) at the surface of Candida albicans and Candida glabrata and characteristics of the interaction between Gapdh and the protein of human extracellular matrix – vitronectin.

W związku z wciąż rosnącą opornością patogenów z rodzaju Candida na aktualnie stosowane leki przeciwgrzybicze, te oportunistyczne drożdżaki stały się obiektem wielu badań w kontekście oddziaływania patogen – gospodarz. Najpowszechniejszym i najlepiej poznanym gatunkiem jest Candida albicans. Jest on składnikiem naturalnego mikrobiomu człowieka uznawanym jako główna przyczyna infekcji grzybiczych u ludzi. Drugim najpowszechniejszym gatunkiem wywołującym infekcję w USA, którego znaczenie z roku na rok wciąż wzrasta jest Candida glabrata. Wysoka zjadliwość gatunków Candida warunkowana jest poprzez tzw. czynniki wirulencji, do których należy między innymi zdolność adhezji drożdżaka do białek i komórek gospodarza. Na ścianie patogenu, znajdują się, zarówno klasyczne adhezyny, jak również białka, które określane są terminem „moonlighting proteins”. Jest to grupa białek atypowych luźno związanych z powierzchnią drobnoustrojów chorobotwórczych. Ponieważ białka te, nie posiadają sekwencji sygnałowej, kierującej je drogą klasycznej sekrecji na powierzchnię komórki, dlatego opracowano hipotezę o readsorpcji rozpuszczalnej formy białka, znajdującej się w środowisku zewnętrznym do ściany komórek mikroorganizmów. W pracy wykazano zdolność Gapdh – białka typu „moonlighting”, do readsorpcji na powierzchni gatunków C. albicans i C. glabrata za pomocą eksperymentów prowadzonych w układzie biotynylowane białko – streptawidyna oraz techniką obrazowania mikroskopowego. W tym celu używano rekombinowanej Gapdh C. albicans oraz natywnej formy Gapdh izolowanej ze ściany komórkowej C. glabrata. Dodatkowo wykazano specyficzne oddziaływanie Gapdh obydwu badanych gatunków z witronektyną – białkiem macierzy zewnątrzkomórkowej człowieka. W tym celu użyto metod analizy mikropłytkowej ELLSA oraz pomiaru powierzchniowego rezonansu plazmonów (SPR). Uzyskane wartości parametrów stałych równowagowych (KD) dla C. albicans i C. glabrata potwierdzają rolę powierzchniowego białka Gapdh we wzmacnianiu adhezji do białek gospodarza i jego roli w patogenezie.

Due to the still increasing resistance of Candida pathogens against currently used antifungal drugs, these opportunistic yeasts have become the subject of many studies in the context of pathogen-host interactions. The most common and best-known species is Candida albicans. It is a component of the natural human microbiome and is recognized as the major cause of human fungal infections. C. glabrata is the second most common infectious species in the United States and its importance continues to increase year by year. The high virulence of Candida species is conditioned by the virulence factors, which include the ability of the yeast to adhere to proteins and cells of a host. On the pathogen cell wall, there are classical adhesins as well as proteins called "moonlighting proteins". It is a group of atypical adhesins, loosly bound to the surface of pathogenic microorganisms. Since these proteins do not have a signal sequence directing them through classical secretion to the cell surface, a hypothesis was developed about the re-adsorption of a soluble form of the protein found in the external environment into the microbial cell wall.In this study, the ability of Gapdh – a „moonlighting protein” – to re-adsorbed onto the surface of C. albicans and C. glabrata was demonstrated using experiments conducted out in the biotinylated protein – streptavidin system and microscopic imaging techniques. For this purpose, recombinant Gapdh from C. albicans and the native form of Gapdh isolated from the cell wall of C. glabrata were used. Additionally, specific interaction between Gapdh from both yeast species and vitronectin – the human extracellular matrix protein was demonstrated. For this purpose, microplate ELLSA analysis and surface plasmon resonance (SPR) were used. The obtained values of dissociation constant (KD) parameters for C. albicans and C. glabrata confirm the role of the Gapdh surface protein in enhancing adhesion to host proteins and its role in pathogenesis.