Host response to the subtilase cytotoxin produced by locus of enterocyte effacement‐negative Shiga‐toxigenic Escherichia coli

Abstract

Shiga-toxigenic Escherichia coli (STEC) is a major bacterium responsible for disease resulting from foodborne infection, including bloody diarrhea and hemolytic uremic syndrome. STEC produces important virulence factors such as Shiga toxin (Stx) 1 and/or 2. In the STEC family, some locus of enterocyte effacement-negative STEC produce two different types of cytotoxins, namely, Stx2 and subtilase cytotoxin (SubAB). The Stx2 and SubAB cytotoxins are structurally similar and composed of one A subunit and pentamer of B subunits. The catalytically active A subunit of SubAB is a subtilase-like serine protease and specifically cleaves an endoplasmic reticulum (ER) chaperone 78-kDa glucose-regulated protein (GRP78/BiP), a monomeric ATPase that is crucial in protein folding and quality control. The B subunit binds to cell surface receptors. SubAB recognizes sialic carbohydrate-modified cell surface proteins as a receptor. After translocation into cells, SubAB is delivered to the ER, where it cleaves GRP78/BiP. SubAB-catalyzed BiP cleavage induces ER stress, which causes various cell events including inhibition of protein synthesis, suppression of nuclear factor-kappa B activation, apoptotic cell death, and stress granules formation. In this review, we describe SubAB, the SubAB receptor, and the mechanism of cell response to the toxin.

Subtilase cytotoxin from Shiga-toxigenic Escherichia coli impairs the inflammasome and exacerbates enteropathogenic bacterial infection

“…SubAB induces various host cell responses such as induction of cell death and stress granule formation, inhibition of protein synthesis, suppression of iNOS expression, and impairment of autophagy ( Tsutsuki et al., 2020 ). We demonstrated here that SubAB strongly inhibited host defense responses to C. rodentium infection, at least in part by suppressing inflammasome activation.…”

ВОЗБУДИТЕЛИ КОЛИБАКТЕРИОЗА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЫ — НОСИТЕЛИ ГЕНОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С ВИРУЛЕНТНОСТЬЮ ЭКСТРАИНТЕСТИНАЛЬНЫХ И КИШЕЧНЫХ Escherichia coli

“…В нашем исследовании в представленной выборке штаммов отсутствовали гены шигаподобного токсина (stx1/2), тем не менее 75 % культур были носителями гена subAB, кодирующего ци-тотоксин субтилазу, характерный для шига-токсинпродуцирующих штаммов E. coli -STEC (45). Известно, что STEC синтезируют два разных типа цитотоксинов, а именно собственно StxI/II и цитотоксин субтилазу (SubAB), которые сходны по структуре и состоят из одной субъединицы A и пентамера субъединицы B. Цитотоксин субтилаза вызывает различные клеточные эффекты, включая ингибирование синтеза белка, подавление активации ядерного фактора-каппа B, апоптотическую гибель клеток и образование стрессовых гранул (46). Внутрибрюшинное введение мышам очищенного цитотоксина субтилазы приводило к обширному микроваскулярному тромбозу, а также к некрозу мозга, почек и печени и было фатальным для животных.…”