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溶细胞素的主要分类

2022.9.02

溶细胞素可以根据其破坏机制分为三类:

通过溶解真核细胞双层膜上的磷脂达到攻击真核细胞目的的溶细胞素。这种溶细胞素的较典型例子包括C.气荚膜梭菌 α毒素(C. perfringens α-toxin,即磷脂酶C)、S.金黄色葡萄球菌 β-毒素(S. aureus β-toxin,即鞘磷脂酶C)和美人鱼弧菌毒素(Vibrio damsela,即磷脂酶D)。Farlane等人在1941年阐明了C.气荚膜梭菌 α毒素的分子机理。这是对细菌蛋白类毒素的研究史上的一大创举。

像表面活性剂那样攻击膜的疏水区域的溶细胞素。此类溶细胞素的典例有Straphylococcus葡萄球菌分泌的由26个氨基酸构成的δ-毒素、S. 溶血素(S. haemolyticus)、S.路邓毒素(S. lugdunensis),以及由Pseudomonas分泌的溶细胞素。

在靶细胞膜上造出孔洞的溶细胞素。这类溶细胞素亦被称为“成孔毒素”(pore-forming toxin,缩写PTF)。大部分溶细胞素都是成孔毒素。典型的成孔毒素有气荚膜梭菌分泌的perfringiolysin O、大肠杆菌分泌的溶血素、李斯特菌分泌的李斯特菌毒素。成孔毒素的作用范围很广,从一般的细胞膜,到一些比较特殊的组织,比如胆固醇和巨噬细胞的膜。

孔洞生成溶细胞素

溶细胞素(图1)

由孔蛋白生成的孔洞。这种孔洞能够允许特定大小的分子通过

溶细胞素(图2)

通过膜融合生成的孔洞。这种方式只有通过脂蛋白才能够做到

典型的孔洞结构

孔洞生成溶细胞素(Pore forming cytolysins,缩写PFC)占到了膜破坏性溶细胞素的65%。第一种被发现的孔洞生成溶细胞素是能够插入红细胞膜的C5-C9复合物。该溶细胞素是在1972年由曼弗雷德·迈耶发现的。孔洞生成溶细胞素的来源很广——细菌、真菌,乃至植物。通常情况下,孔洞生成溶细胞素是通过在靶细胞的膜上造出孔洞起效的。值得注意的是,孔洞可能有许多种结构。比如说,孔蛋白状的结构能允许特定大小的分子通过。电场在孔洞两端分布不均,从而使得某些分子能够通过孔洞。葡萄球菌α溶血素(staphylococcal α-hemolysin)就是通过上述机理起效的。细胞融合也可以造出孔洞——在钙离子(Ca2+)的控制下,囊泡的融合会通过脂蛋白形成充水孔。


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