- مميزات
- أنواع
- ألفا الهيموليزين
- بيتا الهيموليسين
- بيتا الهيموليسين
- آليات العمل
- رابطة الغشاء
- إدخال السم في الغشاء
- قلة القلة
- المراجع
و دموية هو بروتين صغير سبب المسام في خلية من خلايا الدم الحمراء وبعض خلايا الدم الخاصة غشاء الثدييات. يتم تصنيعه وإفرازه بشكل عام عن طريق البكتيريا المسببة للأمراض.
هذا البروتين هو أحد السموم الميكروبية الأكثر شيوعًا والذي تمت دراسته بشكل أفضل. في بعض الأحيان يمكن أن يسبب فقر الدم الانحلالي ، لأن عدد القنوات التي يخرج من خلالها داخل الخلية يمكن أن يسبب تحلل الخلية.
التركيب الجزيئي لهيمولايسين (المصدر: جواهر سواميناثان وموظفو MSD في المعهد الأوروبي للمعلومات الحيوية عبر ويكيميديا كومنز)
بشكل عام ، يعتبر الهيموليسين سمًا نموذجيًا لأنواع المكورات العقدية في الأمعاء. تسمح وظيفتها للبكتيريا بكسر الحاجز الظهاري للأمعاء وبالتالي التحرك عبر مجرى الدم لاستعمار الأنسجة الأخرى.
الشكل الأكثر شيوعًا الذي يوجد الهيموليزين في الطبيعة هو شكله الهيموليزين ألفا. هذا البروتين هو أحد أهم عوامل الفوعة لمعظم سلالات الإشريكية القولونية وبعض المطثيات.
تحدث معظم التهابات المسالك البولية بسبب سلالات الإشريكية القولونية التي تنتج هيمولايسين ألفا بخصائص انحلال الدم.
يرتبط إنتاج الهيموليسين والبكتريوسين في السلالات البكتيرية بآلية المنافسة ضد الأنواع الأخرى ، ويبدو أن إنتاج كلا السمين يعتمد على نفس المحددات الجينية في جينوم البكتيريا.
مميزات
يتكون Hemolysin من سبع وحدات فرعية والجين الذي يشفره يحتوي على سبعة محفزات. تدخل هذه الوحدات الفرعية السبع في غشاء البلازما للخلايا المستهدفة ، وعندما تتحد معًا ، تشكل قناة أيونية تهرب من خلالها المستقلبات من داخل الخلية.
الهيموليسين هو سم خلوي معتمد على الكالسيوم (Ca + 2) يعمل على غشاء البلازما للخلايا في مجرى الدم. كما أن المسام التي يخلقها الغشاء محبة للماء وتتسبب في دخول الماء إلى داخل الخلية ، مما قد يؤدي إلى التحلل.
الهيموليزين عبارة عن منتجات بروتينية نموذجية للبكتيريا سالبة الجرام وجميعها تشترك في خاصيتين:
1- وجود ببتيد صغير جداً (نوناببتيد) مكون من تكرار الأحماض الأمينية الجليسين وحمض الأسبارتيك. توجد نونابيبتيدات الهيموليسين بالقرب من الجزء الطرفي C من التركيب الأساسي للبروتين.
2- تفرز البكتيريا جميع الهيموليسين في البيئة خارج الخلية من خلال ناقل من نوع ABC (كاسيت ربط ATP).
عادة ما يتم الكشف عن إنتاج الهيموليسين في السلالات البكتيرية من خلال النمو في وسط أجار الدم. في الاختبار ، لوحظ وجود هالة انحلالية ، وهي نتاج تكسر خلايا الدم الحمراء بالقرب من المستعمرات البكتيرية.
أنواع
هناك عدة أنواع مختلفة من الهيموليزين ، وهي مصنفة بحرف يوناني في بداية اسمها. الأكثر دراسة والأكثر شيوعًا هي α و و Hemolysins ، وكلها تنتجها سلالة Staphylococcus aureus.
تُصنف أنواع الهيموليزين وفقًا لنطاق الخلايا التي تهاجمها ووفقًا لتركيبها الأساسي للبروتين.
ألفا الهيموليزين
هذا البروتين هو نموذجي للمكورات العنقودية الذهبية وسلالات الإشريكية القولونية. يهاجم العدلات ، خلايا الدم الحمراء ، الخلايا الليمفاوية ، الضامة ، الخلايا الليفية البالغة والجنين. يتفاعل مع الرؤوس القطبية لدهون غشاء البلازما لهذه الخلايا لاستيعاب ذيل كاره للماء حوالي 5 Ӑ داخل الغشاء.
بيتا الهيموليسين
ينتج عن المكورات العنقودية الذهبية بدرجة أقل من α-hemolysin ، يهاجم β-hemolysin بشكل أساسي خلايا الدم الحمراء ويدخل الغشاء حصريًا من خلال المجالات الغنية بالسفينجوميلين في غشاء الخلية.
بيتا الهيموليسين
كما شوهد في المكورات العنقودية الذهبية. تم تصنيفها على أنها بروتين انحلالي و leukotoxin في نفس الوقت ، لأنها تؤثر على الخلايا متعددة الأشكال للبشر ، وحيدات ، والضامة ، ونادرا ، حتى خلايا الدم الحمراء.
هذا النوع من-hemolysin هو الأقل تميزًا ، وبالتالي ، فإن الكثير من آلية عمله غير معروفة ولم يتم التحقيق فيه في الجسم الحي.
آليات العمل
آلية العمل التي تم توضيحها بشكل واضح نسبيًا هي آلية α-hemolysin. ومع ذلك ، نظرًا لأنها كلها بروتينات انحلالية ، يُعتقد أن معظم العمليات شائعة في جميع الهيموليزينات.
يقترح العلماء أنه لكي تفرز البكتيريا الهيموليسين في البيئة ، يجب أن تكون في بيئة مكروية فقيرة بالمغذيات ، وبالتالي ، ستكون هذه آلية تحفز الخلية على تدمير الخلايا المستهدفة والحصول على مغذياتها.
تم وصف الآلية في ثلاث خطوات: ربط غشاء الخلية ، والإدخال ، و oligomerization.
رابطة الغشاء
تم العثور على الهيموليسينات لتكون قادرة على الارتباط بالعدلات الإنتغرينات وفي كريات الدم الحمراء ، تبين أن هذه البروتينات ترتبط بمكونات جليكوزيلات مثل البروتينات السكرية والغرانجليوسيدات والجليكوفورين في غشاء الخلية.
يقترح بعض المؤلفين أن وجود المستقبلات في الغشاء ليس ضروريًا لحدوث ارتباط الهيموليسين. على أي حال ، فإن آلية إعادة الأكل الخلوي للبروتين ليست معروفة بعد بدقة.
مسام عبر الغشاء يتكون من بروتين Staphylococcus hemolysin (المصدر: مؤلفو الترسيب: Song، L.، Hobaugh، M.، Shustak، C.، Cheley، S.، Bayley، H.، Gouaux، JE ؛ مؤلف التصور: المستخدم: أستروجان عبر ويكيميديا كومنز)
يحدث التفاعل مع الغشاء في خطوتين:
- الارتباط الأولي (القابل للانعكاس): عندما يرتبط الهيموليسين بمجالات ربط الكالسيوم في الغشاء. تحدث هذه الخطوة على السطح وتكون شديدة التأثر بالتفريغ الكهروستاتيكي.
- تقاطع لا رجوع فيه: يربط مجالات الأحماض الأمينية مع المكونات الدهنية للطبقة الخارجية لغشاء البلازما للخلايا المستهدفة ، من أجل تكوين روابط فيزيائية بين المركبات الكارهة للماء في الغشاء.
إدخال السم في الغشاء
Α-Hemolysin يُدخل المخلفات 177 و 411 في أول طبقة دهنية أحادية. في البيئة خارج الخلية ، يرتبط الهيموليسين بأيونات الكالسيوم ، والتي تحفز الترتيب الهيكلي فيه وتساهم في تنشيطه.
هذا الإدراج يوطد الارتباط الذي لا رجعة فيه بغشاء الخلية. بمجرد حدوث الترتيب ، يتحول الهيموليسين إلى بروتين متكامل ، حيث ثبت من الناحية التجريبية أن الطريقة الوحيدة لاستخراجه من الغشاء هي من خلال استخدام المنظفات مثل Triton X-100.
قلة القلة
عندما يتم إدخال كل الهيموليسين في الغشاء البلازمي للخلايا المستهدفة ، فإن قلة القلة من الوحدات الفرعية السبعة التي تتكون منها تحدث ، والتي تنتهي بتكوين مسام بروتينية عالية الديناميكية ولكنها تعتمد على التركيب الدهني للغشاء.
لقد لوحظ أن عملية قلة القلة مفضلة من قبل المجالات الدقيقة أو مجموعات الدهون في غشاء الخلية. قد لا تفضل هذه المناطق ارتباط البروتين ، لكنها تفضل قلة قلة البروتين بمجرد إدخالها.
كلما زاد ارتباط الهيموليسين بالغشاء ، كلما تكوّنت مسام أكثر. علاوة على ذلك ، يمكن للهيموليزينات أن تقلل من بعضها البعض (المتجاورة) وتشكل قنوات أكبر بكثير.
المراجع
- Bakás، L.، Ostolaza، H.، Vaz، WL، & Goñi، FM (1996). الامتزاز العكسي والإدخال غير القابل للانعكاس من Escherichia coli alpha-hemolysin في طبقات الدهون الثنائية. مجلة بيوفيزيائية، 71 (4) ، 1869-1876.
- Dalla Serra، M.، Coraiola، M.، Viero، G.، Comai، M.، Potrich، C.، Ferreras، M.،… & Prévost، G. (2005). يمكن أن تشكل Staphylococcus aureus bicomponent γ-hemolysins و HlgA و HlgB و HlgC مسامًا مختلطة تحتوي على جميع المكونات. مجلة المعلومات والنمذجة الكيميائية، 45 (6) ، 1539-1545.
- جاو ، جا ، وروبنسون ، ج. (1969). خصائص المكورات العنقودية المنقى β-Hemolysin. مجلة علم الجراثيم، 97 (3) ، 1026-1032.
- آيك ، واي ، هاشيموتو ، إتش ، وكليويل ، دي بي (1984). يساهم Hemolysin من Streptococcus faecalis من الأنواع الفرعية zymogenes في الفوعة في الفئران. العدوى والمناعة، 45 (2) ، 528-530.
- Remington، JS، Klein، JO، Wilson، CB، Nizet، V.، & Maldonado، YA (Eds.). (1976). الأمراض المعدية للجنين وحديثي الولادة (المجلد 4). فيلادلفيا: سوندرز.
- تود ، إي دبليو (1932). الهيموليسين المستضدي العقدي. مجلة الطب التجريبي، 55 (2) ، 267-280.