Exotoxin

En exotoksin er et toksin udskilles af bakterier. En exotoxin kan forårsage skade på værten ved at ødelægge celler eller afbrydelse normal cellulær metabolisme. De er meget potente og kan forårsage store skader på værten. Exotoksiner kan udskilles eller svarende til endotoksiner, kan frigives under lysis af cellen. Gram negative patogener kan udskille ydre membranvesikler indeholdende lipopolysaccharid endotoksin og nogle virulens proteiner i afgrænser membranen sammen med nogle andre toksiner som intra-vesikulære indhold, således at tilføje en tidligere uforudsete dimension til velkendte eukaryote proces membran vesikeltrafik, som er ganske aktive på host-patogen interface.

De kan udøve deres virkning lokalt eller producere systemiske virkninger. Velkendte exotoksiner omfatter: botulinum toxin produceret af Clostridium botulinum; Corynebacterium diphtheriae toksin, produceret under livstruende symptomer på difteri; tetanospasmin produceret af Clostridium tetani. Toksiske egenskaber fleste exotoksiner kan inaktiveres ved varme eller kemisk behandling for at producere et toksoid. Disse bevarer deres antigenspecificitet og kan anvendes til fremstilling af antitoxiner, og i tilfælde af difteri- og tetanustoksoider, anvendes som vacciner.

Exotoksiner er modtagelige for antistoffer produceret af immunsystemet, men mange exotoksiner er så giftige, at de kan være fatal for værten inden immunsystemet har en chance for at montere forsvar mod dem. Af denne grund antitoksin, anti-serum indeholdende antistoffer, injiceres for at tilvejebringe passiv immunitet.

Typer

Mange exotoksiner er blevet kategoriseret. Denne klassifikation, mens temmelig udtømmende, er ikke den eneste system, der anvendes. Andre systemer for klassificering eller identifikation toksiner kan nævnes:

  • Ved organisme generere toksinet
  • Ved organisme modtagelige for toksinet
  • Vævs- måltype modtagelige for toksinet
  • Ved strukturen
  • Ved evnen af ​​toksinet til at udholde i fjendtlige miljøer, såsom varme, tørhed, stråling eller saltholdighed. I denne sammenhæng betyder "labile" indebærer følsomhed, og "stabil" betyder en manglende følsomhed.
  • Ved brev, som "A", "B" eller "C", til at kommunikere den rækkefølge, som de blev identificeret.

Samme exotoxin kan have forskellige navne, afhængig af forskningsområdet.

Type I: celleoverflade-aktive

Type I toksiner binder til en receptor på celleoverfladen og stimulere intracellulære signalveje. To eksempler er beskrevet nedenfor.

Superantigener

Superantigener produceres af flere bakterier. De bedst karakteriserede superantigener er dem, der fremstilles af stammer af Staphylococcus aureus og Streptococcus pyogenes, der forårsager toksisk shock syndrom. Superantigener bro MHC klasse II protein på antigenpræsenterende celler med T-celle receptor på overfladen af ​​T-celler med et bestemt Vp-kæde. Som følge heraf, er op til 20% af alle T-celler aktiveres, hvilket fører til massive sekretion af proinflammatoriske cytokiner, der producerer symptomerne på toksisk shock.

Varmestabile enterotoksiner

Nogle stammer af E. coli producerer varmestabile enterotoksiner, som er små peptider, som er i stand til at modstå varmebehandling ved 100 ° C. Forskellige ST'er anerkende en særskilt receptorer på celleoverfladen og derved påvirke de forskellige intracellulære signalveje. For eksempel STA enterotoksiner binder og aktiverer membranbundet guanylatcyklase, hvilket fører til den intracellulære akkumulering af cyklisk GMP og nedstrøms virkninger på flere signalveje. Disse begivenheder fører til tab af elektrolytter og vand fra tarmcellerne.

Type II: membran skadelige

Membran-skadelige toksiner udviser hæmolysin eller cytolysin aktivitet in vitro. Imidlertid kan induktion af cellelysis ikke være den primære funktion af toksiner under infektion. Ved lave koncentrationer af toksin, kan mere subtile virkninger, såsom modulering af værtscelle signaltransduktion observeres i fravær af cellelysis. Membran-skadelige toksiner kan opdeles i to kategorier, de kanaldannende toksiner og giftstoffer, der fungerer som enzymer, der virker på membranen.

Channel-dannende toksiner

De fleste kanaldannende toksiner, som danner porer i målcellemembranen, kan inddeles i to familier: kolesterol-afhængige toksiner og RTX toksiner.

  • Kolesterol-afhængige cytolysiner

Dannelse af porer med kolesterol-afhængige cytolysiner kræver tilstedeværelsen af ​​cholesterol i målcellen. Størrelsen af ​​porerne er dannet af medlemmer af denne familie er meget stort: ​​25-30 nm i diameter. Alle CDCS udskilles af type II-sekretion systemet; Undtagelsen er pneumolysin, som er frigivet fra cytoplasmaet i Streptococcus pneumoniae, når bakterierne lyseres.

Den CDCS Streptococcus pneumoniae Pneumolysin, Clostridium perfringens perfringolysin O og Listeria monocytogenes listeriolysin O forårsager specifikke modifikationer af histoner i værtscellekernen, hvilket resulterer i nedregulering af flere gener, der koder proteiner involveret i det inflammatoriske respons. Histon modifikation indebærer ikke pore-dannende aktivitet af CDCS.

  • RTX toksiner

RTX toksiner kan identificeres ved tilstedeværelsen af ​​en specifik tandemgentaget ni-aminosyrerestsekvens i proteinet. Prototypen medlem af RTX toksin familien er hæmolysin A i E. coli. RTX findes også i Legionella pneumophila.

Enzymatisk aktive toksiner

Et eksempel er α-toksin af C. perfringens, hvilket forårsager gasgangræn; α-toksin har phospholipase-aktivitet.

Type III: intracellulær

Type III-exotoksiner kan klassificeres ved deres tilstand træder i cellen, eller ved deres mekanisme gang indeni.

Tilstand for indrejse

Intracellulære toksiner skal kunne få adgang til cytoplasmaet i målcellen at udøve deres virkninger.

  • Nogle bakterier leverer toksiner direkte fra deres cytoplasma til cytoplasmaet af målcellen gennem en nål-lignende struktur. Effektorcellerne proteiner injiceret af type III sekretion ifølge Yersinia i målceller er et eksempel.
  • En anden gruppe af intracellulære toksiner er AB toksiner. Den "B'-underenhed tillægger målrette regioner på cellemembraner, den 'A'-underenheden ind gennem membranen og besidder enzymatisk funktion, der påvirker interne cellulære bio-mekanismer. Et almindeligt eksempel på denne A-underenhed-aktivitet kaldes ADP-ribosylering, hvor A-underenheden katalyserer tilsætningen af ​​en ADP-ribose gruppe på specifikke rester på et protein. Strukturen af ​​disse toksiner giver mulighed for udvikling af specifikke vacciner og behandlinger. Visse forbindelser kan fastgøres til B-enhed, som ikke er i almindelighed skadeligt, som kroppen lærer at genkende, og som fremkalder en immunreaktion. Dette giver kroppen til at detektere skadelige toksin, hvis det er stødt på senere, og at fjerne det, før det kan forårsage skade på værten. Toksiner af denne type indbefatter koleratoksin, pertussistoksin, Shigatoxin og varme-ansvarlig enterotoksin fra E. coli.

Ved mekanisme

Når i cellen, mange af exotoksiner virke på de eukaryote ribosomer, som proteinsynteseinhibitorer.

  • Nogle exotoksiner virker direkte på ribosomet til at inhibere proteinsyntese. Et eksempel er Shiga-toksin.
  • Andre toksiner handle på elongeringsfaktor-2. I tilfælde af difteritoksin, EF2 er ADP-ribosyleret og bliver ude af stand til at deltage i protein forlængelse, og så dør cellen. Pseudomonas exotoxin har en lignende aktion.

Andre intracellulære toksiner ikke direkte inhiberer proteinsyntese.

  • For eksempel koleratoksin ADP-ribosylerer, for derved at aktivere væv adenylatcyclase at forøge koncentrationen af ​​cAMP, som forårsager bevægelsen af ​​store mængder af væske og elektrolytter fra slimhinden i tyndtarmen og resulterer i livstruende diarré.
  • Et andet eksempel er Pertussistoksin.

Ekstracellulær matrix skader

Disse "toksiner" tillade yderligere spredning af bakterier og som en konsekvens, dybere væv infektioner. Eksempler er hyaluronidase og collagenase. Disse molekyler er imidlertid enzymer, der udskilles af en række organismer og sædvanligvis ikke betragtes som toksiner. De er ofte benævnt virulensfaktorer, idet de tillader organismerne at bevæge sig dybere ind værter væv.

  0   0
Forrige artikel Amy Griffin

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha