Análisis in silico de proteínas potencialmente involucradas en la biogénesis de fimbrias en Helicobacter pylori / In silico analysis of proteins potentially involved in fimbrial biogenesis in Helicobacter pylori

RESUMEN

Introducción. La colonización e infección crónica por Helicobacter pylori es el factor de mayor contribución al desarrollo de cáncer gástrico. Se ha descrito un gran repertorio de adhesinas que contribuyen a la adaptación específica de la bacteria al nicho gástrico y, para H. pylori , al igual que en otras bacterias patógenas, la formación de biopelícula es fundamental en la supervivencia a ambientes no favorables. Las fimbrias o pili tipo IV son responsables de la adhesión de diversas bacterias patógenas ( Escherichia coli , Pseudomonas aeruginosa y Vibrio cholerae) a distintas superficies. El objetivo de este trabajo fue identificar y analizar genes que pudieran codificar para proteínas involucradas en la biogénesis de fimbrias en H. pylori y caracterizar su expresión durante la formación de biopelícula. Métodos. Se emplearon herramientas bioinformáticas y moleculares, tales como la base de datos del NCBI para la búsqueda de secuencias de proteínas relacionadas con la biogénesis de fimbrias, así como la herramienta de PSI BLAST. Los alineamientos múltiples se realizaron con el programa T-COFFEE y HMMER. La predicción de las estructuras secundarias se realizó con ANTHEPROT y las estructuras terciarias se predijeron con el programa I-TASSER. Resultados. Se identificaron dos homólogos, jhp0257 y HP0272, de la proteína PilN de Campylobacter rectus y Xilella fastidiosa , la cual es parte de la maquinaria del ensamble de la fimbria tipo IV. Asimismo, las proteínas jhp0887 y HP0953 presentaron homología a nivel del péptido señal de PilA de P. aeruginosa , y la proteína HP0953 se sobreexpresó durante la formación de la biopelícula. Conclusiones. H. pylori posee proteínas homólogas a las proteínas de familias fimbriales, específicamente PilN y PilA, que ensamblan fimbria tipo IV en otras bacterias. Esta última tiene un nivel de expresión mayor durante la etapa inicial del proceso de formación de biopelícula.

ABSTRACT

Background. Colonization and chronic infection with Helicobacter pylori is the major contributing factor to the development of gastric cancer. A large repertoire of adhesins has been described that contribute to the adaptation of bacteria to a specific gastric niche. As in other pathogenic bacteria, H. pylori biofilm formation is central to survival on unfavorable environments. Type IV pili or fimbriae are responsible for the adhesion of many pathogenic bacteria (e.g., Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and Vibrio cholerae ) to various surfaces. The aim of this study was to identify and analyze genes that might encode proteins involved in the biogenesis of fimbriae on H. pylori and characterize their expression during biofilm formation. Methods. PSI BLAST, bioinformatics and molecular tools were used as well as the NCBI database search for sequences related to protein biogenesis of fimbriae. Multiple alignments were performed using the HMMer and T-COFFEE programs. The secondary structure prediction was performed with ANTHEPROT and the tertiary structures were predicted with the I-Tasser. Results. We identified two counterparts-jhp0257 and HP0272-from protein of Campylobacter rectus and PilN Xilella fastidiosa , which is part of the machinery of assembly type IV fimbria. Similarly, proteins jhp0887 and HP0953 show homology from peptide PilA level of P. aeruginosa , and the HP0953 protein is overexpressed during the formation of the biofilm. Conclusions. H. pylori possesses proteins homologous to fimbrial protein families, specifically PilN and PilA, which join type IV fimbriae in other bacteria. The latter has a higher expression level during the initial stage of the formation of biofilm.