ВАЖНОСТЬ ИДЕНТИФИКАЦИИ АМИНОКИСЛОТНЫХ ЗАМЕН ДЛЯ ДЕТЕКЦИИ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ PASTEURELLA MULTOCIDA К СЕРОГРУППЕ

Pasteurella multocida — грамотрицательная бактерия, являющаяся возбудителем широкого спектра инфекционных заболеваний, таких как птичья холера, атрофический ринит и пастереллез у различных видов животных, включая крупный рогатый скот, свиней и птиц. Одним из ключевых факторов её вирулентности является капсула, состоящая из гиалуроновой кислоты, которая помогает бактерии избегать фагоцитоза и иммунного ответа хозяина. В данной работе проведен комплексный анализ нуклеотидных и аминокислотных последовательностей гена hyaD, кодирующего гиалуронатсинтазу (PmHAS) у штаммов P. multocida серогруппы A. Особое внимание уделено однонуклеотидным заменам, которые, несмотря на их наличие, не изменяют каталитические домены фермента, что обеспечивает его стабильную ферментативную активность. Консервативность ключевых регионов гена hyaD создает сложности для точной диагностики серогруппы A с помощью стандартных методов генотипирования. В рамках исследования предложена стратегия разработки специфических TaqMan зондов для детекции серогруппы A на основе вариабельных участков гена. Эти молекулярные тесты могут значительно повысить точность диагностики и способствовать своевременному мониторингу инфекций, вызванных Pasteurella multocida. Полученные данные подчеркивают важность дальнейших исследований однонуклеотидных замен и их влияния на вирулентность бактерии.

1. Peng, Z., Wang, X., Zhou, R., Chen, H., Wilson, B. A., & Wu, B. (). Pasteurella multocida: Genotypes and Genomics // Microbiology and molecular biology reviews : MMBR. ‒2019. ‒ Vol.83(4). ‒P.e00014-19. https://doi.org/10.1128/MMBR.00014-19‒2013.

2. Wilkie, I.W., Harper, M., Boyce, J.D., Adler, B. Pasteurella multocida: Diseases and Pathogenesis. In: Aktories, K., Orth, J., Adler, B. (eds) Pasteurella multocida // Current Topics in Microbiology and Immunology‒ 2012.‒ Vol. 361. https://doi.org/10.1007/82_2012_2162013.

3. Wilson B.A., Ho M.. Pasteurella multocida: from Zoonosis to Cellular Microbiology // Clin. Microbiol. Rev.‒ 2013. ‒ Vol. 26. ‒ P. 631-655. https://doi.org/10.1128/cmr.00024-13

4. Ryan, J. M., Feder, H. M. Dog licks baby. Baby gets Pasteurella multocida meningitis // Lancet. ‒2019. ‒ Vol. 393(10186), ‒P.e41. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(19)30953-5

5. Dryden M. S., Dalgliesh D. Pasteurella multocida from a dog causing Ludwig's angina // Lancet ‒1996. ‒ Vol. 347,8994. ‒ P.123. doi:10.1016/s0140-6736(96)90250-0

6. Godey B Fau - Morandi X., Morandi X Fau - Bourdinière J., Bourdinière J Fau - Heurtin C., Heurtin C. Beware of dogs licking ears // Lancet. ‒1999. ‒ 354:1267–8.

7. Дерновая В. Ф. Биологические свойства пастерелл и вопросы лабораторной диагностики пастереллеза:Дисс… канд. мед. наук. 03.00.07. // МЗ РК. Каз. противочумный науч.-исслед. ин-т. ‒ Алматы, 1996. ‒ C. 174 с.

8. Miller MW. Pasteurellosis. In: Williams ES, Barker IK, editors. Infectious diseases of wild mammals, vol. 2001. 3rd ed. p. 331–9.

9. LI. B. The case of isolation of the causative agent of hemorrhagic septicemia from sick gerbils. J Micro // Epidem and Immun. ‒ 1961. ‒ T. Vol. 4. ‒ C. P. 122–123.

10. Гордиенко О. Пастереллез больших песчанок в моенкумах. // Материалы V научной конференции противочумных учреждений Средней Азии и Казахстана, посвященной 50-летию Великой Октябрьской социалистической революции. ‒ 1967. ‒ № Алма-Ата, февраль ‒ С. 353–354

11. Айкимбаев А.М., Мартиневский И.Л., Алтухов А.А., Иванов С.И., Суров В.Ф. О случаях выделения возбудителя пастереллеза из сайгака в феврале-марте 1984 г. на Урале. Математика Академии наук Казахской ССР. ‒1985. ‒ Т. 4:39. ‒ С.39-41.

12. Мартиневский И.Л., Айкимбаев А.М. О причинах массовой гибели сайгаков. Вторая межгосударственная конференция по взаимодействию государств – участников СНГ в области санитарной защиты территорий. Алматы ‒2001. ‒С.143–146.

13. Orynbayev M. B., Rystaeva, R. A., Kerimbayev, A. A., Kopeyev, S. K., Kospanova, M. N., & Kydyrbaev, Z. K. Cases of mass death of Ural saiga population in Kazakhstan // Actual problems of veterinary biology. ‒ 2013. ‒ Vol. 1(17). ‒ P. 20-26.

14. Коспанова М.Н., Омарбекова У.Ж., Сансызбай А.Р., Рыстаева Р.А., Керимбаев А.А., Орынбаев М.Б. Выделение бактериальной культуры Pasteurella из биологического материала сайгака. Материалы международной молодежной научно-практической конференции «Биомедицина, биотехнология и экологическая безопасность: достижения молодых ученых и специалистов Евразии», Казань, 2014:77.

15. Мека-Меченко Т.В. и др. Характеристика штамма P.haemolitica выделенного от Каспийского тюленя // Проблемы особо опасн. инфекций. ‒ 2001. ‒ №1, ‒С.164-165.

16. Harper M., Boyce, J.D., Adler, B. The key surface components of Pasteurella multocida: capsule and lipopolysaccharide. Curr. Top // Microbiol. Immunol. ‒ 2012‒Vol. 361.‒ P. 39–51. https://doi.org/https://doi.org/10.1007/82-2012-202.

17. Boyce J. D., Adler B. The Capsule Is a Virulence Determinant in the Pathogenesis of Pasteurella multocida M1404 (B:2) // Infection and Immunity. ‒ 2000. ‒ Vol. 68(6). ‒ P. 3463-3468. https://doi.org/10.1128/iai.68.6.3463-3468.2000

18. Carter G. R. The type specific capsular antigen of Pasteurella multocida // Canadian journal of medical sciences. ‒ 1952. ‒ Vol. 30(1). ‒P. 48-53. doi:10.1139/cjms52-008

19. Rimler R. B., Rhoades K.R. Serogroup F, a new capsule serogroup of Pasteurella multocida // Journal of clinical microbiology –1987. –Vol. 25(4). –P. 615-618. doi:10.1128/jcm.25.4.615-618.1987

20. Ewer C., Lübke-Becker A., Bethe A., Kießling S., Filter M., Wieler L.H. Virulence genotype of Pasteurella multocida strains isolated from different hosts with various disease status // Vet. Microbiol. –2006. – Vol. 114(3). – P.304-317.

21. Ferreira T.S., Felizardo M.R., de Gobbi D.D., Moreno M., Moreno A.M. Antimicrobial resistance and virulence gene profiles in P. multocida strains isolated from cats // Braz. J. Microbiol. –2015. – Vol. 46(1). –P. 271-277. Published 2015 Mar 1. doi:10.1590/S1517-838246120140084

22. Bethe A., Wieler L.H., Selbitz H.J., Ewers C. Genetic diversity of porcine Pasteurella multocida strains from the respiratory tract of healthy and diseased swine // Vet. Microbiol. –2009. – Vol.139(1-2). –P. 97-105. doi: 10.1016/j.vetmic.2009.04.027.

23. DeAngelis P. L. Microbial glycosaminoglycan glycosyltransferases // Glycobiology. ‒ 2002. ‒ Vol. 12, (1). ‒ P. 9R-16R. https://doi.org/10.1093/glycob/12.1.9R.

24. Boyce J.D., Chung J.Y., Adler B. Genetic organisation of the capsule biosynthetic locus of Pasteurella multocida M1404 (B:2) // Vet. Microbiol. – 2000 – Vol. 72(1-2). – P. 121-34. doi: 10.1016/s0378-1135(99)00193-5. PMID: 10699509.

25. Chung J.Y., Zhang Y., Adler B. The capsule biosynthetic locus of Pasteurella multocida A:1 // FEMS Microbiol Lett. – 1998– Vol. 166(2). – P.289-96. doi: 10.1111/j.1574-6968.1998.tb13903.x.

26. Townsend K.M., Boyce J.D., Chung J.Y., Frost A.J., Adler B. Genetic organization of Pasteurella multocida cap Loci and development of a multiplex capsular PCR typing system // J. Clin. Microbiol. – 2001. – Vol. 39(3). – P.924-929. doi: 10.1128/JCM.39.3.924-929.2001.

27. DeAngelis P.L. Enzymological characterization of the Pasteurella multocida hyaluronic acid synthase // Biochemistry – 1996 – Vol. 35(30). – P. 9768-9771. doi: 10.1021/bi960154k. PMID: 8703949.

28. DeAngelis PL. Hyaluronan synthases: fascinating glycosyltransferases from vertebrates, bacterial pathogens, and algal viruses // Cell Mol Life Sci. –1999– Vol. 56(7-8). –P. 670-682. doi: 10.1007/s000180050461.

29. Rosner H, Grimmecke HD, Knirel YA, Shashkov AS. Hyaluronic acid and a (1-4)-beta-D-xylan, extracellular polysaccharides of Pasteurella multocida (Carter type A) strain 880 // Carbohydr. Res. – 1992. – Vol. 223. – P.329–333.

30. Soriano-Vargas, E., Vega-Sánchez, V., Zamora-Espinosa, J.L. et al. Identification of Pasteurella multocida capsular types isolated from rabbits and other domestic animals in Mexico with respiratory diseases // Trop Anim Health Prod. – 2012.– Vol. 44. – P. 935–937. https://doi.org/10.1007/s11250-011-9995-x

31. Liu H, Zhao Z, Xi X, Xue Q, Long T, Xue Y. Occurrence of Pasteurella multocida among pigs with respiratory disease in China between 2011 and 2015. // Ir Vet J. – 2017. – Vol.70(2). doi:10.1186/s13620-016-0080-7

32. DeAngelis P.L. Molecular directionality of polysaccharide polymerization by the Pasteurella multocida hyaluronan synthase // J. Biol. Chem. – 1996. – 35 (30). – P. 9768-9771. https:// doi.org/10.1074/jbc.274.37.26557.

33. Wei J., DeAngelis Р., Dissection of the two transferase activities of the Pasteurella multocida hyaluronan synthase: two active sites exist in one polypeptide // Glycobiology, Vol. (10), Sep. –2000.– P.883–889, https://doi.org/10.1093/glycob/10.9.883

34. Kodama H, Matsumoto M, Snow LM. Immunogenicity of capsular antigens of Pasteurella multocida in turkeys // Am J Vet Res. – 1981. – Oct; Vol. 42(10). –Р. 1838-1841. PMID: 7325454.

35. Pruimboom, I. M., Rimler, R. B., Ackermann, M. R., and Brogden, K. A. Capsular hyaluronic acid-mediated adhesion of Pasteurella multocida to turkey air sac macrophages. //Avian diseases – 1996.– Vol.40(4). – P.887–893.

36. Weigel, P. H., Hascall, V. C., and Tammi, M. (). Hyaluronan synthases. The Journal of biological chemistry – 1997. – Vol. 272(22), – P. 13997–14000. https://doi.org/10.1074/jbc.272.22.13997