Сидерофоры бактерий: структура, функции и роль в патогенезе инфекций

В обзоре систематизированы и проанализированы опубликованные за последние десять лет работы, посвященные изучению низкомолекулярных высокоаффинных хелаторов железа – сидерофоров. Сидерофоры, которые обнаружены у бактерий, грибов и млекопитающих, способны извлекать железо из нерастворимых неорганических соединений, а в организме хозяина – из комплексов с белками, выполняющими функцию неспецифической защиты млекопитающих от инфекций. Извлеченное железо сидерофоры доставляют клеткам с помощью специфичных для каждого сидерофора поверхностных белковых рецепторов, а также различных белковых транспортных систем, входящих в состав мембран. У патогенных бактерий сидерофоры играют важную роль в вирулентности, выполняя множество функций в организме хозяина, помимо обеспечения микробов железом и другими биологическими металлами. Они участвуют в хранении токсичного для клеток избытка железа, защищают бактерии от реактивных соединений кислорода, конкурируют за железо с фагоцитами, оказывают токсическое действие на клетки хозяина, в некоторых случаях играя роль секретируемого бактериального токсина. Сидерофоры бактерий выполняют сигнальную функцию и регулируют как свой собственный синтез, так и синтез других факторов вирулентности. Многие патогенные бактерии продуцируют несколько сидерофоров, активных в разных условиях, в отношении разных источников железа в организме хозяина и на разных этапах инфекционного процесса. Приведены данные экспериментальных исследований, направленных на выяснение структуры и многообразных функций бактериальных сидерофоров, механизмов их биосинтеза и регуляции экспрессии, а также роли этих молекул в физиологии и вирулентности патогенных бактерий. Особое внимание уделено сидерофорам бактерий, вызывающих особо опасные инфекции.