Кіріспе
Экзотоксин Дифтериялық токсин - негізінен Corynebacterium diphtheriae, сонымен қатар Corynebacterium ulcerans және Corynebacterium pseudotuberculosis, дифтерияға себепші патогендік бактериялар бөлген экзотоксин. Токсин генін корнефаг β деп аталатын профаг кодтайды. Адамда токсин цитоплазмаға еніп, белок синтезін тежеу арқылы ауруды тудырады.
Diphtheria toxin is an exotoxin secreted mainly by Corynebacterium diphtheriae but also by Corynebacterium ulcerans and Corynebacterium pseudotuberculosis, the pathogenic bacterium that causes diphtheria. The toxin gene is encoded by a prophage called corynephage β. The toxin causes the disease in humans by gaining entry into the cell cytoplasm and inhibiting protein synthesis.
Құрылымы
Дифтериялық токсин - АВ токсині деп аталатын дисульфидті көпірлермен байланысқан екі кіші бірліктен тұратын 535 аминқышқылдан тұратын бір полипептидті тізбек. B суббұрындысының (екі суббұрындының ең тұрақтысы) жасуша бетінде байланысуы A суббұрындысына (белоктың тұрақты бөлігі) қоныс клеткасына енуге мүмкіндік береді. Дифтерия токсинінің гомодимерінің кристалдық құрылымы 2,5 ангстромдық ажыратылыммен анықталды. Құрылымы үш доменнен тұратын Y пішінді молекуланы көрсетеді. А фрагменті каталитикалық С доменін, ал В фрагменті Т және Р домендерін қамтиды: Амин терминалды каталитикалық домен, C домен деп аталады, ерекше бета+альфа бүгілісі бар. С домені NAD- дан ADP рибозаның эукариоттық ұзарту факторының дифтамаидтық қалдықтарына (eEF 2) ауысуы арқылы белок синтезін бұғаттайды. Т доменіндегі рН-ге байланысты конформациялық өзгеріс эндосомалық мембранаға енуді бастайды және С доменінің цитоплазмаға көшуін жеңілдетеді. Комплекс эндоцитозға ұшырайды. Эндосоманың ішіндегі қышқылдану А-бөлімшесінің цитозолға транслокациясын тудырады. Дисульфидті байланыстар бұзылады. В-бөлімшесі эндасомада пора түрінде қалады. А- суббұтағының ADP рибосилаттары хост eEF 2 -ге ие, ол ақуыз синтезі үшін қажет; ол белсендірілмеген кезде хост ақуыз жасай алмайды және осылайша өледі.
The amino terminal catalytic domain, known as the C domain, has an unusual beta+alpha fold. The C domain blocks protein synthesis by transfer of ADP ribose from NAD to a diphthamide residue of eukaryotic elongation factor 2 (eEF 2). A pH induced conformational change in the T domain triggers insertion into the endosomal membrane and facilitates the transfer of the C domain into the cytoplasm. The complex undergoes endocytosis by the host cell. Acidification inside the endosome induces translocation of the A subunit into the cytosol. Disulfide bonds are broken. The B subunit remains in the endosome as a pore. The A subunit ADP ribosylates host eEF 2, which is required for protein synthesis; when it is inactivated, the host cannot make protein and thus dies.
Өлімге әкелетін доза және әсерлері
Дифтериялық токсин өте күшті. Дифтериялық токсин миокардит дамуына да әсер етеді. Дифтериялық токсиннің миокардитке әкеп соғатын әсері иммундалмаған балаларда ең үлкен қауіптердің бірі болып саналады.
Тарих
Дифтерия токсинін 1888 жылы Эмиль Ру және Александр Ерсин ашқан. 1890 жылы Эмиль Адольф фон Беринг аттанушы бактериялармен иммундалған жылқылардың қанына негізделген антитоксинді жасады. 1951 жылы Фриман токсин генінің бактериялық хромосомада емес, лизогендік фаг (коринефаг β) кодтағанын анықтады.
Клиникалық қолдану
Денилеукин дифтитокс препараты дифтерия токсинін антинеопластикалық агент ретінде қолданады. Resimmune - бұл иммунотоксин, ол терінің Т- клеткалы лимфомасы бар науқастарда клиникалық зерттеулер жүргізілуде. Ол дифтериялық токсинді (клеткаға байланысты доменмен қысқартылған) CD3ε (UCHT1) антиденесіне қосып қолданады.
Зерттеу
Басқа АВ токсиндері сияқты дифтерия токсині де сүтқоректілердің жасушалық мембраналары арқылы экзогенді ақуыздарды тасымалдауға қабілетті, олар әдетте ірі ақуыздарға өткізбейді. Бұл ерекше қабілет токсиннің каталитикалық доменінің орнына терапиялық ақуыздарды жеткізу үшін қайта пайдалануға болады. Бұл токсин сондай-ақ нейробиологиялық және онкологиялық зерттеулерде дифтерия токсин рецепторын (гепаринмен байланысатын EGF сияқты өсу факторы) экспрессиялайтын жасушалардың белгілі бір популяцияларын жою үшін пайдаланылды. Токсинді табиғи түрде осы рецепторды экспрессияламайтын организмге (мысалы, тышқанға) енгізу оны экспрессиялайтын жасушалар популяциясын іріктеп жоюға әкеледі.