헤몰리신

Hemolysin
류코시딘/헤몰리신독소
7ahl.png
황색포도상구균 알파독소(PDB: 7AHL).
식별자
기호.류코시딘
팜PF07968
빠맘 클랜CL0636
인터프로IPR036435

헤몰리신(Hemolysin)은 세포막을 파괴하여 적혈구의 용해를 일으키는 지질과 단백질이다.비록 적혈구에서의 미생물 유래의 용혈활성이 영양소 획득에 매우 중요할 수 있지만, 병원균에 의해 생성된 많은 용혈성들은 감염 중에 적혈구의 심각한 파괴를 일으키지 않는다.하지만, 용혈제는 종종 체외에서 적혈구를 용해시킬 수 있다.

대부분의 용혈제는 단백질 화합물인 반면, 어떤 것들은 지질 생물 활성제이다.[1]

특성.

많은 박테리아가 실험실에서 검출할 수 있는 용혈성을 만들어 낸다.현재 임상적으로 관련이 있는 많은 곰팡이들이 용혈성분을 [2]생성한다고 믿어지고 있다.헤몰리신은 체외에서 적혈구를 용해시키는 능력으로 확인할 수 있다.

접시에 나타난 연쇄상구균에 의한 용혈

적혈구는 용혈성의 영향을 받을 뿐만 아니라 백혈구(백혈구)와 같은 다른 혈구들 사이에서도 영향을 받는다.대장균 용혈증은 단구, 림프구 및 대식세포에 세포독성이 있어 자가분해 및 사망에 이를 수 있다.

한천판의 적혈구 용혈(영국: 용혈)을 시각화하면 연쇄상구균의 분류가 용이해진다.

메커니즘

한 가지 방법은 인지질 이중층에 [3][4]모공을 형성하는 것이다.다른 용혈성 용균은 이중층 내의 인지질을 가수분해하여 용혈성 적혈구를 형성한다.

모공 형성

많은 용혈제는 세포질막에 모공을 만들어 적혈구, 백혈구, 혈소판의 용해를 일으킬 수 있는 모공 형성 독소이다.

용혈신은 보통 수용성 방식으로 박테리아에 의해 분비된다.이러한 단량체는 표적 세포에 확산되어 특정 리시버에 의해 결합됩니다.그 후 올리고머화되어 고리 모양의 헵타머 [5]복합체를 형성한다.

용혈성은 황색포도상구균, 대장균 또는 비브리오 용혈균과 같은 많은 종류의 박테리아에 의해 분비될 수 있다.우리는 모공 형성 용혈신 생성의 구체적인 예로서 황색 포도상구균을 볼 수 있다.황색포도상구균은 폐렴과 패혈증 등 많은 전염병을 일으키는 병원체이다.그것은 포도상구균 알파 용혈모공이라고 불리는 고리 모양의 복합체를 생성한다.자연계에서 황색포도상구균은 감수성 세포의 외막에 결합하는 알파-헤몰리신 단량체를 분비한다.결합 시, 단량체는 올리고머화되어 물, 이온 및 작은 유기 분자의 제어되지 않은 투과성을 촉진하는 물로 채워진 막 통과 채널을 형성합니다.ATP와 같은 중요한 분자의 빠른 방출, 막 전위 및 이온 구배 소실, 세포벽 파열을 초래하는 불가역적인 삼투압 팽창은 숙주 세포의 죽음을 야기할 수 있다.

이 모공은 7개의 알파 용혈소단위들로 구성되어 있는데, 이것은 이런 종류의 박테리아에 의해 해방되는 주요 세포독성 물질을 나타냅니다.이러한 서브유닛은 앞에서 설명한 방식으로 표적 세포에 부착되고 지질 이중층을 확장하여 모공 구조를 형성합니다.세포막의 이러한 기공들은 결국 세포사멸을 야기할 것이다. 왜냐하면 그것은 DNA 분열을 야기할 수 있는 1가 이온의 교환을 가능하게 하기 때문이다.

효소의

일부 용혈제는 적혈구막을 손상시켜 세포막의 인지질을 분해한다.

황색포도상구균 용혈신

α-용혈신

황색포도상구균의 α(α)-혈용해신:막 통과 기공의 고분자 구조.

황색포도상구균에 의해 분비되는 이 독소는 외막과 결합하고, 이후 독소 단량체의 올리고머를 통해 물이 차 있는 채널을 형성합니다.이것들은 삼투압 현상, 세포 탈분극 및 필수 분자의 손실(v.gr. ATP)의 원인이 되어 세포 [6]사멸을 초래한다.

β-용혈신

β-헤몰리신(hlb; Q2FWP1)은 황색포도상구균에서 분비되는 포스포리파아제 C 독소이다.양 적혈구를 조사한 결과, 독성 메커니즘은 세포막의 50%를 차지하는 특정 막지질인 스핑고미엘린의 가수분해인 것으로 밝혀졌다.이러한 분해는 스핑고미엘린에서 유기인 방출로 인해 포스포릴콜린이 눈에 띄게 증가하여 궁극적으로 세포 [7]용해를 유발하였다.

§-헤몰리신

γ-헤몰리신은 α-헤몰리신과 같은 계열의 모공형성 독소이다.이들은 두 가지 성분으로 구성되기 때문에 이중 성분 독소(InterPro: IPR003963)라고 불립니다.베타-헤몰리신에 비해 포스포콜린은 짧은 포화 아실 사슬을 가진 포스포콜린에 더 높은 친화력을 가지며, 원추형 형태를 가진 반면, 원통형 지질(예: 스핑고미엘린)은 활동을 방해한다.백혈구에서 가장 흔히 볼 수 있는 용해 과정은 고리 구조로 조직된 올리고머화된 옥타머에 의해 유도된 모공 형성에 의해 야기된다.프리포어가 형성되면 β-배럴이라고 하는 보다 안정적인 프리포어가 형성됩니다.이 마지막 부분에서 옥타머는 포스파티딜콜린과 [8]결합한다.

구조.

몇 가지 용혈성의 구조는 용해성 및 모공 형성 구조에서 X선 결정학에 의해 해결되었습니다.예를 들어 황색포도상구균의 α-헤몰리신은 생체막에서 [9]호모-heptameric β-barrel을 형성한다.Vibrio cholerae cytolysin도[10] 7대 미국 모공을 형성하지만, 황색포도상구균 γ-heolysin은[11] 8대 미국 모공을 형성합니다.

황색포도상구균의 α-hemolysin의 헵타머는 버섯모양으로 지름이 최대 100Ω, 높이가 100Ω이다.막 스팬의 용제 접근 가능한 채널은 7배 축을 따라 흐르고 직경은 14~46Ω입니다.14가닥 반팔레알레알레알레르β배럴의 외관에는 지질양극층의 비극성 부분에 상보적인 표면을 제공하는 폭 약 30Ω의 소수성 벨트가 있다.계면은 염분 링크와 수소 결합 및 소수성 상호작용으로 구성되며, 이러한 접촉은 최대 65 [12]°C까지 SDS 용액에서 헵타머에 분자 안정성을 제공한다.

감염 시 역할

헤몰리신은 숙주 세포의 많은 사건들에 책임이 있는 것으로 생각된다.예를 들어 철분은 다양한 병원성 [13]세균의 성장을 제한하는 요인이 될 수 있다.유리철은 유해한 유리기를 발생시킬 수 있기 때문에 유리철은 일반적으로 체내에서 저농도로 유지됩니다.적혈구에는 철분이 함유된 헴이 풍부합니다.이 세포들의 용해는 주변으로 헴을 방출하여 박테리아가 유리 철분을 흡수하도록 한다.하지만 용혈신은 이런 방식뿐만 아니라 다른 방식에서도 박테리아와 관련이 있다.

앞서 언급했듯이, 용혈신은 미생물이 만들어내는 잠재적 독성 인자로, 인간의 건강을 위태롭게 할 수 있다.일부 심각한 병리학을 야기함에도 불구하고, 많은 용혈 사례들은 건강상의 위험을 가정하지 않는다.그러나 용혈신(감염 중 병원성 미생물에 의해 생성되는)이 다른 독성 요소와 결합된다는 사실은 인간의 생명을 더 크게 위협할 수 있다.

용혈의 주요 결과는 용혈성 빈혈이다. 이것은 적혈구의 파괴와 혈류로부터의 늦은 제거를 수반하는 질환으로, 정상적인 상황에서 예상보다 일찍 나타난다.골수는 적혈구를 빨리 만들지 못해 산소가 신체 조직에 제대로 전달되지 않는다.그 결과 [14]피로, 통증, 부정맥, 심장 비대, 심부전 등의 증상이 나타날 수 있습니다.

용혈신의 종류와 그것을 생성하는 미생물에 따라 증상과 질병의 징후는 사례마다 다를 수 있습니다.

에어로리신과 알파 용혈신 모두 특정 조직 표면을 감염시키는 세포외 박테리아에 의해 합성된다.

헤몰리신은 황색포도상구균의 활동을 통해 중요한 장기에 해로운 인자로 판명되었다.유레우스는 세포에 괴사성 감염을 일으킬 수 있는 위험한 병원체로, 대개 조직 손상 또는 조직 파괴로 이어지는 거대한 염증 반응에 의해 인식된다.이것의 분명한 예가 있다: S.aureus에 [15]의해 발생한 폐렴이다.이 경우 염증 과정과 화농증의 원인이 되는 NLRP3 염증체를 사용함으로써 알파 용혈신이 괴사성 폐손상을 유도하는 데 관여한다는 것이 증명되었다.소아우레스에 의한 폐렴은 일부 지역에서 흔한 질병으로, 이것이 면역학 분야의 많은 연구들이 이러한 종류의 폐렴을 쉽게 치료하거나 예방하는 것을 목표로 하는 이유이다.현재, 아피그닌과 베타-시클로덱스트린은 S.aureus 폐렴을 완화하는 것으로 생각되고 있는 반면, 항알파-헴리신의 항체는 [16]보호를 제공하는 것으로 생각되고 있다.

추가 연구결과에 따르면 S. Aureus의 주요 독성인자, 모공형성독소α-헤몰리신(Hla)은 대체 자가마법 경로의 활성화를 담당하는 분비인자임을 알 수 있다.cAMP의 [17]세포내 수치를 인위적으로 높임으로써 이러한 자가마법 반응이 억제되는 것으로 입증되었다.이 프로세스는 RAPGEF3 및 RAP2B의 교환 요인에 의해서도 조정됩니다.

또 다른 흥미로운 점은 백혈구의 약 80%가 생존한 알파-용혈소량의 전처리가 박테리아와 입자를 식세포화하고 화학작용을 하는 세포의 능력을 감소시켰다는 것이다.백혈구의 조기 활성화와 알파 용혈신에 의한 식세포 및 화학작용의 억제는 대장균 [18]공격의 생존을 크게 향상시킬 것이다.

리스테리올리신 O와 같은 일부 용혈성 물질은 박테리아가 파고솜에서 탈출함으로써 면역체계를 회피하도록 한다.헤몰리신은 또한 숙주 세포로부터의 박테리아 탈출을 중재할 수 있다.

유전자 발현 조절

용혈신(스트렙톨리신S 등)의 유전자 발현 조절은 [19]철분 존재 하에서 억제되는 시스템이다.이렇게 하면 필요할 때만 용혈신이 생산됩니다.세린/트레오닌 키나아제 [20]및 포스파타아제와 관련된 시험관내 돌연변이에 의해 S.aureus(용혈증의 발현)에서의 용혈신 생성 조절이 가능해졌다.

치료

용혈은 병원성 유기체에 의해 생성되기 때문에 주요 치료법은 감염을 일으킨 병원체에 특유한 항생제 섭취이다.또한 일부 용혈성은 항용혈 항체의 작용에 의해 중화되어 체내 용혈의 장기적이고 위험한 영향을 방지할 수 있다.

혈액세포가 너무 빨리 파괴되면 엽산과 철분 보충제를 추가로 투여하거나 응급상황의 경우 수혈을 할 수 있다.드물지만 비장은 혈액을 걸러내 혈류에서 죽거나 손상된 세포를 제거해 적혈구 [21]부족을 악화시키기 때문에 반드시 제거해야 한다.

적용들

약

비브리오 부용혈이 생산하는 내열성 다이렉트 용혈신(TDH; InterPro: IPR005015)은 현재 종양학 분야에서 연구되고 있다.그것은 대장암세포의 세포 증식을 조절한다.TDH는 단백질 인산화효소 C 인산화와 함께 세포외 환경에서 Ca2+ 유입을 유도한다.활성단백질인산화효소C는 항대장암 [22]치료의 합리적 표적인 표피성장인자수용체(EGFR)의 티로신인산화효소 활성을 억제한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크