Семейство клостридиальных цитотоксинов - Clostridial Cytotoxin family
| Идентификаторы | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Условное обозначение | CCT | ||||||||
| Pfam | PF04488 | ||||||||
| TCDB | 1.C.57 | ||||||||
| OPM суперсемейство | 199 | ||||||||
| Белок OPM | 2вк9 | ||||||||
| |||||||||
Семейство клостридиальных цитотоксинов (CCT) ( TC # 1.C.57 ) является членом суперсемейства RTX-токсинов . В настоящее время к семье CCT принадлежат 13 классифицированных членов. Репрезентативный список этих белков доступен в базе данных классификации транспортеров . Гомологи обнаружены у множества грамположительных и грамотрицательных бактерий .
Цитотоксины Clostridium difficile
Clostridium difficile , возбудитель нозокомиальной антибиотико-ассоциированной диареи и псевдомембранозного колита , обладает двумя основными факторами вирулентности: большими клостридиальными цитотоксинами A (TcdA; TC # 1.C.57.1.2 ) и B (TcdB, TC # 1.C). .57.1.1 ). Действие крупных клостридиальных токсинов (LCT) Clostridium difficile включает четыре этапа: (1) рецептор-опосредованный эндоцитоз , (2) транслокация каталитического домена глюкозилтрансферазы через мембрану, (3) высвобождение ферментативной части путем аутопротеолиза и (4) инактивация белков семейства Rho. Расщепление токсина B и всех других крупных цитотоксинов клостридий является автокаталитическим процессом, зависящим от цитозольных инозитолфосфатных кофакторов хозяина. Ковалентный ингибитор аспартат-протеаз, 1,2-эпокси-3- (п-нитрофенокси) пропан или EPNP , полностью блокирует функцию токсина B в культивируемых клетках и используется для идентификации каталитически активного сайта протеазы. Токсин использует эукариотические сигналы для индуцированного автопротеолиза, чтобы доставить свой токсический домен в цитозоль клеток-мишеней. Reineke et al. (2007) представляют интегрированную модель поглощения и вызванной инозитолфосфатом активации токсина B.
Инфекция Clostridium difficile , вызванная действием гомологичных токсинов TcdA и TcdB на эпителиальные клетки толстой кишки, происходит из-за связывания с клетками-мишенями, которые запускают интернализацию токсина в подкисленные везикулы, после чего криптические сегменты из 1050-аминокислотного домена транслокации разворачиваются и вставляются в ограничивающая мембрана, создавая трансмембранный проход в цитозоль. Чувствительные остатки, сгруппированные между 1035 и 1107 аминоацильными остатками, при индивидуальной мутации снижали клеточную токсичность более чем в 1000 раз. Дефектные варианты демонстрируют нарушение порообразования в плоских липидных бислоях и биологических мембранах, что приводит к неспособности отравлять клетки через апоптотические или некротические пути. Полученные данные свидетельствуют о сходстве между порообразующими «горячими точками» TcdB и доменом транслокации дифтерийного токсина .
Функция
Протеолитически процессируемые клостридиальные цитотоксины A (306 кДа; TC # 1.C.57.1.2 ) и B (269 кДа; TC # 1.C.57.1.1 ) представляют собой O-гликозилтрансферазы, которые модифицируют малые GTPases семейства Rho путем глюкозилирования остатки треонина, тем самым блокируя действие ГТФаз в качестве переключателей сигнальных процессов, таких как процессы, опосредованные актиновым цитоскелетом. Таким образом, токсины вызывают перераспределение актиновых филаментов и заставляют клетки собираться. Каталитические домены CCT, вероятно, попадают в цитоплазму из кислых эндосом . Токсины образуют проницаемые для ионов каналы в клеточных мембранах и искусственных бислоях при воздействии кислого pH. pH-зависимое образование каналов было продемонстрировано для токсинов B и C C. difficile, а также для летального токсина Clostridium sordellii (TcsL). Низкий pH предположительно вызывает конформационные / структурные изменения, которые способствуют внедрению в мембрану и образованию каналов.
Состав
Цитотоксины семейства CCT являются крупными (например, токсин B C. difficile имеет длину 2366 а.о.) и трехкомпонентными, причем N-концевой домен является каталитической единицей, C-концевой домен является клеточным рецептором, а центральный гидрофобный домен является каналообразующий. В этом отношении они внешне напоминают дифтерийный токсин (DT; TC # 1.C.7 ), хотя не наблюдается значительного сходства последовательностей между CCT и DT. Палочка Е. токсина B белка ( ТК # 1.C.57.2.1 ) и белок Хламидийный TC0437 ( ТК # 1.C.57.2.2 ) являются 3169 и 3255 ААС ААС, соответственно. Дистанционно связанный токсин ToxA Pasteurella multocida ( TC # 1.C.57.3.1 ) составляет 1285 аас, в то время как токсины E. coli Cnf1 и 2 (TC # s 1.C.57.3.2 и 1.C.57.3.3 соответственно) составляют 1014 аминокислотных остатков , а цитотоксин RTX Vibrio vulnificus (TC # 1.C.57.3.4 ) составляет 5206 аминокислотных остатков .
Транспортная реакция
Обобщенные транспортные реакции, катализируемые CCT, следующие:
- N-концевой каталитический домен (выход) → N-концевой каталитический домен (вход)
- Ионы и другие растворенные вещества (вход) → Ионы и другие растворенные вещества (выход)
Смотрите также
- Clostridium difficile токсин B
- Несговорчивый Clostridium колита
- Clostridium difficile (бактерии)
- RTX токсин
- База данных классификации транспортеров
использованная литература
дальнейшее чтение
- Амимото К., Норо Т., Оиси Э., Симидзу М. (апрель 2007 г.). «Новый токсин, гомологичный большим цитотоксинам клостридий, обнаруженный в супернатанте культуры Clostridium perfringens типа C» . Микробиология . 153 (Pt 4): 1198–206. DOI : 10.1099 / mic.0.2006 / 002287-0 . PMID 17379729 .
- Болдуин М.Р., Лейки Дж. Х., Лакс А. Дж. (Октябрь 2004 г.). «Идентификация и характеристика домена транслокации токсина Pasteurella multocida» . Молекулярная микробиология . 54 (1): 239–50. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2004.04264.x . PMID 15458419 .
- Барт Х., Пфайфер Г., Хофманн Ф., Майер Э., Бенц Р., Актори К. (апрель 2001 г.). «Низкое pH-индуцированное образование ионных каналов токсином В Clostridium difficile в клетках-мишенях» . Журнал биологической химии . 276 (14): 10670–6. DOI : 10.1074 / jbc.M009445200 . PMID 11152463 .
- Беллэнд, Р. Дж., М. А. Скадмор, Д. Д. Крейн, Д. М. Хоган, В. Уитмир, Г. Макларти и Г. Д. Колдуэлл. (2001). Цитотоксичность Chlamydia trachomatis, связанная с генами полных и частичных цитотоксинов. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 98: 13984-13989. 11707582
- Генисюерек С., Папатеодору П., Гуттенберг Г., Шуберт Р., Бенц Р., Акторис К. (март 2011 г.). «Структурные детерминанты для внедрения мембраны, образования пор и транслокации токсина B Clostridium difficile» . Молекулярная микробиология . 79 (6): 1643–54. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2011.07549.x . PMID 21231971 .
- Освальд Э., Сугай М., Лабин А., Ву Х.С., Фиорентини С., Боке П., О'Брайен А.Д. (апрель 1994 г.). «Цитотоксический некротический фактор типа 2, продуцируемый вирулентной Escherichia coli, модифицирует небольшие GTP-связывающие белки Rho, участвующие в сборке актиновых стрессовых волокон» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 91 (9): 3814–8. Bibcode : 1994PNAS ... 91.3814O . DOI : 10.1073 / pnas.91.9.3814 . PMC 43672 . PMID 8170993 .
- Чжао Дж.Ф., Сунь А.Х., Жуань П., Чжао XH, Лу М.К., Янь Дж. (Апрель 2009 г.). «Цитолизин Vibrio vulnificus индуцирует апоптоз в клетках HUVEC, SGC-7901 и SMMC-7721 посредством каспазо-9/3-зависимого пути». Микробный патогенез . 46 (4): 194–200. DOI : 10.1016 / j.micpath.2008.12.005 . PMID 19167479 .