Biokémia és más interdiszciplináris tudományok
-
#2
elsőként legyen:
A kolera toxin patomechanizmusa
A Vibrio cholerae egy Gram-negatív baktérium, amely egy toxin hatású fehérje komplex kiválasztására képes (tehát exotoxin), ez a kolera toxin (Ctx). A Ctx felelős a kolera tüneteiért és patomechanizmusának ismeretében választ adhatunk a tünetek kialakulásának miértjére.
A patomechanizmus ismeretéhez, először a Ctx szerkezetét kell szemügyre venni.
Az alábbi képen a Ctx sematikus szerkezete látható (PDB_ID:1xtc):
![]()
A képen látható piros (CtxA-1) és narancssárga (CtxA-2)fehérjerészlet alkotja az toxin A részét (CtxA) és a kék a B részét (CtxB). A CtxB 5 egyforma (homológ) fehérjerészből áll, tehát egy pentamer és egy gyűrűt alkot, amelybe beleilleszkedik a CtxA-2 α-hélix része (narancssárga), a két szerkezetet egymással másodlagos kölcsönhatások révén kapcsolódnak, kovalens kölcsönhatások révén nem.
A CtxA α-hélix részét (CtxA-2, narancssárga) és a későbbiekben enzimatikus szerepű CtxA-1 részt egy cisztein-cisztein (Cys-Cys) diszulfid híd köti össze, amely a meglelő körülmények között elszakad, szabaddá téve az enzimatikus CtxA-2 részt.
Amint az a kísérletekből kiderült a CtxB pentamer szerepe, hogy a sejtbe való bejutást megvalósítsa. Ez úgy történhet meg, hogy kapcsolódok a bélhámsejtek membránjában lévő, ún. GM1 gangliozid receptorokhoz, melynek hatására a teljes fehérje komplexet bekebelezi a sejt. A kialakult membránnal körülvett struktúrát endoszómának hívjuk. Az endoszóma ezután a Golgi-készülékbe szállítódik, ahol a sejt saját fehérjéi felszakítják a CtxA-1 és CtXA-2 fehérjeláncok közötti Cys(187)-Cys(199) diszulfid kötést, ezáltal szabaddá téve az enzimatikus funkcióval bíró CtxA-1 részt.
Ezek után a CtxA-1 rész a citoplazmába jut, ahol egy másik fehérje (ún. ADP-ribolizációs faktor 6) szabaddá teszi a CtxA-1 aktív centrumát, melynek hatására az képes lesz megkötni egy NAD (Nikotinsavamind-Adenin-Dinukleotid) molekulát. Így a CtxA-1-NAD komplex kötődik egy membránban lévő másik fehérjéhez, egy adenilát-ciklázhoz, melnyek feladata cAMP (ciklikus-AdenozinMonoFoszfát) termelése, adott inger esetén, mely normális körülmények között a membránban lévő G-fehérjéktől jön. Viszont ebben az esetben a CtxA-1-NAD komplex ADP-ribozilációt hajt végre az adenilát-ciklázon, amely annyit jelent, hogy a CtXA-1-NAD komplex NAD részéből egy ADP-ribozil részt kapcsol az adenilát-ciklázhoz, ennek eredményeként az adenilát-cikláz folyamatosan elkezd cAMP-ot termelni.
A cAMP másodlagos hírvivőként szolgál általában a sejtekben, a felszaporodása egyáltalán nem rendeltetésszerű. Jelen esetben a létrejövő hatalmas mennyiségű cAMP egy elektrolit kiáramlást fog okozni a bélhámsejtekből a bél lumenbe, amely víz kiáramlását vonja maga után. Ez összességében hasmenést eredményez és dehidratációhoz vezet, amely a kolera első számú tünete és haláloka.
