용혈는 원인은 적혈구와 포유류 막 다른 자신의 혈액 세포의 세포 기공하는 작은 단백질이다. 일반적으로 병원성 박테리아에 의해 합성되고 배설됩니다.
이 단백질은 가장 흔한 미생물 독소 중 하나이며 가장 잘 연구 된 단백질입니다. 때로는 세포 내부가 빠져 나가는 채널 수가 세포 용해를 일으킬 수 있기 때문에 용혈성 빈혈을 유발할 수 있습니다.
Hemolysin의 분자 구조 (출처 : Jawahar Swaminathan 및 Wikimedia Commons를 통한 European Bioinformatics Institute의 MSD 직원)
일반적으로 헤 몰리 신은 장내 스트렙토 코커스 종의 전형적인 독소입니다. 그 기능은 박테리아가 장의 상피 장벽을 파괴하여 혈류를 통해 이동하여 다른 조직을 식민지화 할 수 있도록합니다.
헤 몰리 신이 자연에서 발견되는 가장 일반적인 형태는 α- 헤 몰리 신 형태입니다. 이 단백질은 대부분의 대장균 균주와 일부 클로스 트리 디아의 가장 중요한 독성 인자 중 하나입니다.
대부분의 요로 감염은 용혈 특성을 가진 α- 헤 몰리 신을 생산하는 대장균 균주에 의해 발생합니다.
박테리아 균주에서 헤 몰리 신과 박테리오신의 생산은 다른 종과의 경쟁 메커니즘과 관련이 있으며 두 독소의 생산은 박테리아 게놈에서 동일한 유전 적 결정 인자에 의존하는 것으로 보입니다.
형질
Hemolysin은 7 개의 소단위로 구성되며이를 암호화하는 유전자에는 7 개의 프로모터가 있습니다. 이 7 개의 서브 유닛은 표적 세포의 원형질막에 삽입되고, 함께 모이면 세포 내부의 대사 산물이 빠져 나가는 이온 채널을 형성합니다.
Hemolysin은 혈류에있는 세포의 원형질막에 작용하는 세포 외 칼슘 (Ca + 2) 의존성 세포 독소입니다. 막에 생성되는 기공은 또한 친수성이며 물이 세포 내부로 들어가 용해로 이어질 수 있습니다.
헤 몰리 신은 그람 음성 박테리아의 전형적인 단백질 제품이며 모두 두 가지 특징을 공유합니다.
1- 아미노산 글리신과 아스파르트 산의 반복으로 구성된 매우 작은 펩티드 (노나 펩티드)의 존재. hemolysin의 nonapeptides는 단백질의 1 차 구조의 C-terminal 부분 근처에 위치합니다.
2- 모든 헤 몰리 신은 ABC 형 수송 체 (ATP-Binding Cassette)를 통해 박테리아에 의해 세포 외 환경으로 분비됩니다.
Hemolysin 생산은 일반적으로 혈액 한천 배지에서 성장을 통해 박테리아 균주에서 감지됩니다. 이 검사에서는 박테리아 집락 근처의 적혈구가 파괴 된 산물 인 용혈성 후광이 관찰됩니다.
종류
헤 몰리 신에는 여러 가지 유형이 있으며 이름 시작 부분에 그리스 문자로 분류됩니다. 가장 많이 연구되고 흔한 것은 α, β 및 γ hemolysins이며, 모두 Staphylococcus aureus 균주에 의해 생성됩니다.
헤 몰리 신의 유형은 공격하는 세포의 범위와 단백질의 주요 구조에 따라 분류됩니다.
α- 헤 몰리 신
이 단백질은 황색 포도상 구균 (Staphylococcus aureus) 및 대장균 (Escherichia coli) 균주의 전형입니다. 호중구, 적혈구, 림프구, 대 식세포, 성인 및 배아 섬유 아세포를 공격합니다. 이 세포의 원형질막 지질의 극성 머리와 상호 작용하여 막 내부에 약 5 Ӑ의 소수성 꼬리를 내재화합니다.
β- 헤 몰리 신
황색 포도상 구균에 의해 α- 헤 모리 신보다 적은 양으로 생성되는 β- 헤 몰리 신은 주로 적혈구를 공격하고 세포막의 스 핑고 미엘린이 풍부한 도메인을 통해서만 막으로 들어갑니다.
γ- 헤 몰리 신
황색 포도상 구균에서도 발견되었습니다. 인간, 단핵구, 대 식세포, 드물게는 적혈구의 다형 핵 세포에 영향을 미치기 때문에 용혈 단백질과 백혈구로 동시에 분류되었습니다.
이러한 유형의 γ- 헤 몰리 신은 가장 특징이없는 것 중 하나이므로 그 작용 메커니즘의 대부분은 알려지지 않았으며 생체 내에서 조사되지 않았습니다.
행동 메커니즘
비교적 명확하게 밝혀진 작용 기전은 α- 헤 몰리 신의 작용 기전이다. 그러나 그것들은 모두 용혈성 단백질이기 때문에 대부분의 과정은 모든 용혈성 단백질에 공통적 인 것으로 생각됩니다.
과학자들은 박테리아가 환경으로 헤 몰리 신을 분비하려면 영양이 부족한 미세 환경에 있어야하므로 이는 세포가 표적 세포를 파괴하고 영양분을 얻도록하는 메커니즘이 될 것이라고 제안합니다.
메커니즘은 세포막 결합, 삽입 및 올리고머 화의 세 단계로 설명되었습니다.
막 결합
헤 몰리 신은 호중구 인테그린에 결합 할 수있는 것으로 밝혀졌으며 적혈구에서 이러한 단백질은 세포막의 당 단백질, 강글리오사이드 및 글리코 포린과 같은 당화 성분에 결합하는 것으로 나타났습니다.
일부 저자는 막에 수용체가 존재하는 것이 헤 몰리 신 결합이 발생하는 데 필수적인 것은 아니라고 제안합니다. 어쨌든 단백질의 세포 재식 메커니즘은 아직 정확하게 알려져 있지 않습니다.
Staphylococcus hemolysin 단백질에 의해 형성된 막 횡단 기공 (출처 : 증착 저자 : Song, L., Hobaugh, M., Shustak, C., Cheley, S., Bayley, H., Gouaux, JE; 시각화 저자 : 사용자 : Astrojan Wikimedia Commons를 통해)
멤브레인과의 상호 작용은 두 단계로 이루어집니다.
-초기 결합 (가역) : 헤 몰리 신이 막의 칼슘 결합 도메인에 결합 할 때. 이 단계는 표면에서 발생하며 정전기 방전에 매우 민감합니다.
-비가 역적 접합 : 아미노산 도메인을 표적 세포의 원형질막 외층의 지질 성분과 연결하여 막의 소수성 화합물 사이에 물리적 결합을 형성합니다.
막에 독소 삽입
A- 헤 모리 신은 잔기 177 및 411을 첫 번째 지질 단층에 삽입합니다. 세포 외 환경에서 hemolysin은 칼슘 이온과 연관되어 구조적 배열을 유도하고 활성화에 기여합니다.
이 삽입은 세포막에 대한 비가 역적 부착을 통합합니다. 일단 배열이 이루어지면 헤 몰리 신은 필수 단백질이됩니다. 실험적으로 막에서 추출하는 유일한 방법은 Triton X-100과 같은 세제를 사용하는 것입니다.
올리고머 화
모든 헤 몰리 신이 표적 세포의 원형질막에 삽입되면이를 구성하는 7 개의 소단위의 올리고머 화가 일어나고, 이는 단백질 기공의 형성으로 끝나고 매우 동적이지만 막의 지질 조성에 따라 달라집니다.
올리고머 화 과정은 세포막의 마이크로 도메인 또는 지질 뗏목에 의해 선호되는 것으로 관찰되었습니다. 이러한 영역은 단백질의 결합을 선호하지 않을 수 있지만 일단 삽입되면 동일한 올리고머 화를 선호합니다.
헤 몰리 신이 막에 더 많이 결합할수록 더 많은 모공이 형성됩니다. 또한, 헤 몰리 신은 서로를 올리고머 화하고 (인접한 것) 훨씬 더 큰 채널을 형성 할 수 있습니다.
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