HEMOLYSIN: MGA KATANGIAN, URI, MEKANISMO NG PAGKILOS - BIOLOGY - 2026

Ang hemolysin ay isang maliit na protina na nagdudulot ng mga pores sa cell ng erythrocytes at ilang iba pang sariling mga selula ng dugo ng mammals membrane. Karaniwan itong synthesized at excreted ng pathogenic bacteria.

Ang protina na ito ay isa sa mga pinakakaraniwang microbial toxins at ang pinakamahusay na pinag-aralan. Minsan maaari itong maging sanhi ng hemolytic anemia, dahil ang bilang ng mga channel na kung saan ang paglabas ng cell interior ay maaaring maging sanhi ng cell lysis.

Molekular na istraktura ng isang Hemolysin (Pinagmulan: Jawahar Swaminathan at kawani ng MSD sa European Bioinformatics Institute sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Kadalasan, ang hemolysin ay isang pangkaraniwang lason ng Streptococcus species ng bituka tract. Ang pag-andar nito ay nagpapahintulot sa bakterya na masira ang epithelial na hadlang ng bituka tract at sa gayon ay lumipat sa daloy ng dugo upang kolonahin ang iba pang mga tisyu.

Ang pinakakaraniwang form na ang hemolysin ay matatagpuan sa likas na katangian ay nasa porma ng α-hemolysin. Ang protina na ito ay isa sa mga pinakamahalagang kadahilanan sa virulence ng karamihan sa mga Esecichia coli strains at ilang clostridia.

Karamihan sa mga impeksyong tract sa ihi ay sanhi ng mga strain ng Escherichia coli na gumagawa ng α-hemolysin na may mga katangian ng hemolytic.

Ang paggawa ng hemolysin at bacteriocin sa mga bakterya ng bakterya ay nauugnay sa isang mekanismo ng kumpetisyon laban sa iba pang mga species at ang paggawa ng parehong mga toxins ay tila umaasa sa parehong genetic determinants sa genome ng bacteria.

katangian

Ang Hemolysin ay binubuo ng pitong mga subunit at ang gene na nagsasagawa nito ay mayroong pitong tagataguyod. Ang pitong mga subunit na ito ay pumapasok sa plasma lamad ng mga target na cell at, kapag nagsasama-sama, bumubuo ng isang channel ng ion kung saan ang mga metabolite mula sa interior ng pagtakas ng cell.

Ang Hemolysin ay isang extracellular calcium (Ca + 2) -dependent cytotoxin na kumikilos sa lamad ng plasma ng mga selula sa daloy ng dugo. Ang mga pores na nilikha nito sa lamad ay hydrophilic din at pinapasok ang tubig sa loob ng cell interior, na maaaring humantong sa lysis.

Ang mga hemolysins ay karaniwang mga produktong protina ng mga bacteria na negatibong bakterya at silang lahat ay nagbabahagi ng dalawang katangian:

1- Ang pagkakaroon ng isang napakaliit na peptide (nonapeptide) na binubuo ng mga pag-uulit ng amino acid glycine at aspartic acid. Ang mga nonapeptides ng hemolysin ay matatagpuan malapit sa bahagi ng C-terminal ng pangunahing istraktura ng protina.

2- Ang lahat ng mga hemolysins ay tinatago ng mga bakterya sa extracellular na kapaligiran sa pamamagitan ng isang ABC-type transporter (ATP-Binding Cassette).

Ang produksiyon ng hemolysin ay karaniwang napansin sa mga bakterya na galastong sa pamamagitan ng paglaki ng medium agar medium. Sa pagsubok, ang isang hemolytic halo ay sinusunod, isang produkto ng pagkasira ng mga pulang selula ng dugo malapit sa mga kolonya ng bakterya.

Mga Uri

Mayroong maraming mga iba't ibang mga uri ng hemolysins, ang mga ito ay naiuri sa isang titik na Griego sa simula ng kanilang pangalan. Ang pinaka-pinag-aralan at pangkaraniwan ay ang α, β at γ hemolysins, lahat na ginawa ng Staphylococcus aureus strain.

Ang mga uri ng hemolysin ay inuri ayon sa saklaw ng mga cell na kanilang inaatake at ayon sa kanilang pangunahing istraktura ng protina.

α-hemolysin

Ang protina na ito ay tipikal ng Staphylococcus aureus at Escherichia coli strains; inaatake nito ang mga neutrophil, pulang selula ng dugo, lymphocytes, macrophage, may sapat na gulang at embryonic fibroblast. Nakikipag-ugnay ito sa mga ulo ng polar ng mga plasma ng lamad ng mga cells na ito upang mapagsama ang isang hydrophobic na buntot na halos 5 Ӑ sa loob ng lamad.

β-hemolysin

Ginawa ng Staphylococcus aureus na mas mababa kaysa sa α-hemolysin, ang β-hemolysin ay pangunahing umaatake sa mga pulang selula ng dugo at pumapasok sa lamad nang eksklusibo sa pamamagitan ng sphingomyelin-rich domain ng cell lamad.

γ-hemolysin

Nakita din ito sa Staphylococcus aureus. Inuri ito bilang isang hemolytic protein at isang leukotoxin nang sabay, dahil nakakaapekto ito sa mga polymorphonuclear cells ng mga tao, monocytes, macrophage at, bihirang, kahit na mga pulang selula ng dugo.

Ang ganitong uri ng γ-hemolysin ay isa sa hindi bababa sa nailalarawan, samakatuwid, ang karamihan sa mekanismo ng pagkilos nito ay hindi alam at hindi pa ito sinisiyasat sa vivo.

Mga mekanismo ng aksyon

Ang mekanismo ng pagkilos na medyo malinaw na napaliit ay ang α-hemolysin. Gayunpaman, dahil lahat sila ay mga protina ng hemolytic, karamihan sa mga proseso ay naisip na karaniwan sa lahat ng mga hemolysins.

Iminumungkahi ng mga siyentipiko na para sa mga bakterya upang mai-secrete ang hemolysin sa kapaligiran, dapat silang nasa isang hindi magagandang nutrisyon na microenvironment, samakatuwid, ito ay magiging isang mekanismo na nag-uudyok sa cell upang sirain ang mga target na cell at makuha ang kanilang mga nutrisyon.

Ang mekanismo ay inilarawan sa tatlong mga hakbang: ang cell lamad na nagbubuklod, pagpasok, at oligomerization.

Bono ng lamad

Ang mga hemolysins ay natagpuan na maaaring magbigkis sa mga neutrophil integrins at sa mga erythrocytes ang mga protina na ito ay ipinakita upang magbigkis sa mga glycosylated na sangkap tulad ng glycoproteins, gangliosides, at glycophorins ng cell lamad.

Ang ilang mga may-akda ay nagmumungkahi na ang pagkakaroon ng mga receptor sa lamad ay hindi kinakailangan para sa pagbubuklod ng mga hemolysins. Sa anumang kaso, ang mekanismo ng muling pag-kain ng cellular ng protina ay hindi pa nalalaman nang may katumpakan.

Ang pore ng Transmembrane ay nabuo ng protina na Staphylococcus hemolysin (Pinagmulan: Mga may-akda ng Deposisyon: Awit, L., Hobaugh, M., Shustak, C., Cheley, S., Bayley, H., Gouaux, JE; may akda ng paggunita: Gumagamit: Astrojan sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang pakikipag-ugnay sa lamad ay nangyayari sa dalawang hakbang:

- Paunang pagbubuklod (nababaligtad): kapag ang hemolysin ay nagbubuklod sa mga domain na nagbubuklod ng calcium. Ang hakbang na ito ay nangyayari sa ibabaw at madaling kapitan sa electrostatic discharge.

- Hindi maibabalik na kantong: sumali sa mga domain ng amino acid na may mga bahagi ng lipid ng panlabas na layer ng plasma lamad ng mga target na cell, upang mabuo ang mga pisikal na bono sa pagitan ng mga hydrophobic compound ng lamad.

Pagsingit ng lason sa lamad

Ang pagsingit ng Α-Hemolysin 177 at 411 sa unang lipid monolayer. Sa kapaligiran ng extracellular, ang hemolysin ay nauugnay sa mga ion ng calcium, na nagtulak ng isang kaayusan sa istruktura sa loob nito at nag-ambag sa pag-activate nito.

Ang pagsingit na ito ay nagpapatatag ng hindi maibabalik na kalakip sa cell lamad. Nang maganap ang pag-aayos, ang hemolysin ay nagiging isang mahalagang protina dahil, sa eksperimento, ipinakita na ang tanging paraan upang kunin ito mula sa lamad ay sa pamamagitan ng paggamit ng mga detergents tulad ng Triton X-100.

Oligomerization

Kapag ang lahat ng hemolysin ay naipasok sa plasma lamad ng mga target na cell, ang oligomerization ng 7 mga subunits na nagaganap ay nagaganap, na nagtatapos sa pagbuo ng isang butas ng protina, lubos na pabago-bago ngunit nakasalalay sa lipid na komposisyon ng lamad.

Napansin na ang proseso ng oligomerization ay pinapaboran ng microdomains o lipid rafts ng cell membrane. Ang mga rehiyon na ito ay maaaring hindi pabor sa pagbubuklod ng protina, ngunit pinapaboran nila ang oligomerization ng parehong sandaling ipinasok.

Ang mas maraming mga hemolysins ay nagbubuklod sa lamad, mas maraming pores ang bubuo. Bukod dito, ang mga hemolysins ay maaaring mag-oligomerize sa bawat isa (katabing mga bago) at mabuo ang mas malaking mga channel.

Mga Sanggunian

1. Bakás, L., Ostolaza, H., Vaz, WL, & Goñi, FM (1996). Ang mababaligtad na adsorption at hindi maibabalik na pagpasok ng Escherichia coli alpha-hemolysin sa mga lipid na lipid. Journal ng biophysical, 71 (4), 1869-1876.
2. Dalla Serra, M., Coraiola, M., Viero, G., Comai, M., Potrich, C., Ferreras, M., … & Prévost, G. (2005). Ang Staphylococcus aureus bicomponent γ-hemolysins, HlgA, HlgB, at HlgC, ay maaaring makabuo ng halo-halong mga pores na naglalaman ng lahat ng mga sangkap. Journal ng impormasyon sa kemikal at pagmomolde, 45 (6), 1539-1545.
3. Gow, JA, & Robinson, J. (1969). Mga Katangian ng Purified Staphylococcal β-Hemolysin. Journal of bacteriology, 97 (3), 1026-1032.
4. Ike, Y., Hashimoto, H., & Clewell, DB (1984). Ang Hemolysin ng Streptococcus faecalis subspecies zymogenes ay nag-aambag sa birtud sa mga daga. Impeksyon at Kaligtasan, 45 (2), 528-530.
5. Remington, JS, Klein, JO, Wilson, CB, Nizet, V., & Maldonado, YA (Eds.). (1976). Mga nakakahawang sakit ng pangsanggol at bagong panganak na sanggol (Tomo 4). Philadelphia: Mga Saunders.
6. Todd, EW (1932). Antigenic streptococcal hemolysin. Journal ng eksperimentong gamot, 55 (2), 267-280.