Effect of citrullination of Candida albicans surface proteins by peptidylarginine deiminase from Porphyromonas gingivalis on the binding of human proteins: plasminogen and fibronectin

Porphyromonas gingivalis to gramujemna, beztlenowa bakteria, której obecność w organizmie człowieka wiązana jest z występowaniem licznych stanów zapalnych, w szczególności chorób przyzębia. Grzyb Candida albicans jest oportunistycznym patogenem, wchodzącym w skład fizjologicznej mikroflory człowieka, który w stanach osłabienia organizmu powoduje występowanie kandydozy. Oba mikroorganizmy mają zdolność tworzenia mieszanych biofilmów, które ułatwiają im adhezję do tkanek gospodarza oraz zasiedlanie nowych nisz. Celem pracy było wskazanie modyfikacji występujących w sekwencjach aminokwasowych powierzchniowych białek grzybiczych pod wpływem enzymu deiminazy peptydyloargininowej (PPAD) wydzielanego przez bakterie oraz zbadanie ich wpływu na wiązanie ludzkich białek do komórek C. albicans. Badania przeprowadzone z wykorzystaniem spektrometrii mas pozwoliły zidentyfikować reszty aminokwasowe argininy ulegające modyfikacji w sekwencjach białek powierzchniowych C. albicans, ze szczególnym uwzględnieniem białek enolazy (Eno1), białka aglutyninopodobnego (Als3) oraz mannoproteiny powierzchni komórki (MP65). Doświadczenia z użyciem testu ELLSA umożliwiły określenie ilości plazminogenu oraz fibronektyny związanych do komórek grzybiczych zmodyfikowanych w obecności PPAD. Otrzymane wyniki wskazują na obniżenie poziomu wiązania plazminogenu do cytrulinowanych białek wyeksponowanych na powierzchni komórek C. albicans, natomiast cytrulinacja wydaje się nie wpływać na ilość fibronektyny związanej do komórek. Wyniki uzyskane w pracy otwierają możliwości dalszych badań nad interakcjami mikroorganizmów w biofilmach mieszanych oraz nad ich wpływem na organizm człowieka.Porphyromonas gingivalis is a gram-negative, anaerobic bacterium which presence in the human body is associated with the occurrence of numerous inflammatory states, in particular periodontal diseases. Candida albicans is an opportunistic pathogen, component of human physiological microflora, which can cause candidiasis in humans with decreased immunity. Both microorganisms have the ability to form mixed biofilms, highly organized structures important in adhesion and colonization of host organism. The aim of this work was to indicate the modification of fungal surface proteins by the bacterial secretory enzyme–peptidylarginine deiminase (PPAD), that converts arginine to citrulline in proteins and to study the effect of citrullination on binding of human proteins to C. albicans cells. Mass spectrometry analyses led to the identification of arginine residues within surface proteins that can be deiminated and converted to citrulline, especially in enolase 1 (Eno1), agglutinin-like protein 3 (Als3) and cell surface mannoprotein (Mp65) proteins. To determine the amount of plasminogen and fibronectin bound to fungal cells modified by PPAD, the ELLSA test was conducted. The obtained results indicate a decrease in the level of plasminogen bound to citrullinated C. albicans surface-exposed proteins, whereas citrullination seems to not affect binding of fibronectin. The results described in this thesis open the possibility of further research on the interactions of microorganisms in mixed biofilms and their impact on the human organism