Κολισίνες: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Επόμενη διαφορά →
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
ΟπτικήΚώδικας wiki
Lassner (συζήτηση | συνεισφορές)
119 επεξεργασίες
Νέα σελίδα: [[Αρχείο: PDB 2ivz EBI.jpg | right|thumb|left|350px| Δομή πρωτεΐνης TolB σε σύπλεγμα με ένα πεπτίδιο του τομέα T της κολ...
(Καμία διαφορά)

Έκδοση από την 21:36, 9 Ιουνίου 2011

Δομή πρωτεΐνης TolB σε σύπλεγμα με ένα πεπτίδιο του τομέα T της κολισίνης Ε9.

Οι κολισίνες είναι τύπος βακτηριοσίνης που παράγεται από ορισμένα είδη του Escherichia coli [1], ενώ είναι τοξικός για άλλα είδη του ίδιου βακτηρίου. Κολισίνες απελευθερώνονται στο περιβάλλον, για να μειώσουν τον ανταγωνισμό άλλων ειδών βακτηρίων. Οι κολισίνες συνδέονται με τους υποδοχείς της εξωτερικής μεμβράνης χρησιμοποιώντας τους για να μεταβούν (translocation) στο κυτόπλασμα ή την κυτοπλασματική μεμβράνη , όπου επενεργούν κυττοτοξικά, καθώς επάγουν αποπόλωση της κυττοπλασμικής μεμβράνης (κολισίνη Ε1,1a,K) , δραστηριότητα ένδο-DNάσης (κολισίνη Ε2) και Rnάσης (κολισίνη Ε1) ή αναστολή της σύνθεσης μουρεΐνης. [2].

Δομή

Κολισίνες σχηματιστές ιοντικών καναλίων (κολισίνες Α, Β, Ε1, la, lb, N) είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες και αποπολώνουν την κυττοπλασμική μεμβράνη. [3]Αυτές οι κολισίνες περιέχουν τουλάχιστον τρεις τομείς: Ν-τελικό μεταφορικό τομέα υπεύθυνο για την κίνηση δια της εξωτερικής μεμβράνης και του του περιπλασματικού διαστήματος; έναν κεντρικό τομέα υπεύθυνο για την αναγνώριση από τον υποδοχεά; και ένα C-τελικό κυτοτοξικό τομέα υπεύθυνο για για τον σχημτισμό ιοντικών καναλίων στην κυτοπλασματική μεμβράνη. [4][5]. Ο ένας τομέας ρυθμίζει τον στόχο και συνδέεται με τον υποδοχέα του κυττάρου με ευαισθησία προς την κολισίνη. Ο δεύτερος απασχολείται με την μεταφορά (translocation) συνεκλέγονατας τον μηχανισμό του εν στόχω κυττάρου. Ο τρίτος τομέας επάγει την δημιουργία ενός πόρου στην κυτταρική μεμβράνη ή δρα ως νουκλεάση τεμαχίζοντας το DNA ή RNA του κυττάρου.

Μετάβαση

Οι περισσότερες κολισίνες έχουν την δυνατότητα να διαπερνούν την εξωτερική μεμβράνη μέσω ένός συστήματος δύο υποδοχέων, στό οποίο ο ένας υποδοχέας χρησιμεύει για την εναρκτική σύνδεση, ενώ ο δεύτερος για την μετάβαση. Εναρκτικά συνδέονται με υποδοχείς της κυτταρικής επιφάνειας όπως τις πορίνες OmpF, FepA, BtuB, Cir και FhuA. Οι κολισίνες έχουν ταξινομηθεί βάσει των υποδοχέων, με τους οποίους συνδέονται. Για την μετάβαση μέσω της κυτταρικής μεμβράνης απαιτείται η παρουσία χαρακτηριστικών περιπλασματικών πρωτεϊνών, όπως TolA, TolB, TolC, ή TonB.[6] Η κλοασίνη DF13 είναι βακτηριοσίνη που απενεργοποιεί τα ριβοσώματα, καθώς υδρολύει 16S rRNA στην 30S υπομονάδα των ριβοσωμάτων. [7].


Αντοχή

Επειδή οι κολισίνες στοχεύουν σε χαρακτηριστικούς υποδοχείς και έχουν συγκεκριμένο μηχανισμό μετάβασης, τα κύτταρα μπορούν αναπτύξουν αντοχή σε αυτές, καταστέλοντας ή αφαιρώντας τα γονιδία για την σύνθεση των σχετικών πρωτεϊνών. Τέτοια ανθεκτικά κύτταρα ενδέχεται μεν να υποφέρουν από έλλειψη ενός κλειδικού θρεπτικού συστατικού (όπως σίδηρο ή βιταμίνη Β), επιβιώνουν δε καθώς δεν είναι ευαίσθητα στις κολισίνες. Οι κολισίνες επιδεικνύουν βακτηριοκτόνα δράση «δια ενός κτυπήματος» και μικρός αριθμός μορίων της συσίας (ενδεχομένως και ένα μόριο) επαρκεί για την λύση του βακτηρίου. Ο Salvador E. Luria, το 1969 στην ομιλία παραλαβής του βραβείου Νόμπελ είκασε ότι οι κολισίνες θα εδύναντο μόνον να είναι τόσο τοξικές εφόσον προκαλούν μια αλυσιδωτή αντίδραση (domino effect), που αποσταθεροποιεί τις κυτταρικές μεμβράνες[8]. Ο εικασμός δεν απεδείχθη πλήρως ορθός, αλλά οι σχηματίζοντες πόρους κολισίνες πράγματι αποπολώνουν την μεμβράνη και κατά συνέπεια εξουδετερώνουν την πηγή ενέργειας του κυττάρου. Οι κολισίνες είναι πολύ αποτελεσματικές τοξίνες.

Γενετική οργάνωση

Στην ουσία όλες οι κολισίνες κωδικοποιούνατι από γονίδια που φέρονται σε πλασμίδια. Υπαρχουν δύο βασικές τάξεις κολισινογενών πλασμιδίων, μεγάλα πλασμίδια μικρού αριθμού αντιγράφων και μικρά πλασμίδια πολλαπλών αντιγράφων. Τα μεγάλα πλασμίδια φέρουν πλήν του οπερονίου της κολισίνης και άλλα γονίδια. Οι οπερόνες κολισίνης είναι γενικά οργανωμένες βάσει ποικίλων κυρίων γονιδίων. Αυτά συμπεριλαμβάνουν ένα γονίδιο ανοσοποίησης, το δομικό γονίδιο της κολισίνης και ένα γονίδιο λύσης (γονίδιο πρωτεΐνης απελευθέρωσης βακτηριοσίνης, BRP). To γονίδιο ανοσοποίησης συχνά εκφράζεται συστατικά (constitutive, δηλ. συνεχώς και ανεξάρτητα από το περιβάλλον), ενώ το BRP εκφράζεται μόνον όταν μεταφράζεται σε πρωτεΐνη και το κωδικόνιο λήξης στο δομικό γονίδιο της κολισίνης (λόγω ύπαρξης κατάλληλου αντικωδικονίου). Το δομικό γονίδιο της κολισίνης καταστέλεται από την SOS-απάντηση (SOS response), ένω ρυθμίζεται ομοίως και με άλλους τρόπους.

Έρευνες δείχνουν ότι η συγκράτηση του πλασμιδίου της κολισίνης είναι πολύ σημαντική για κύτταρα που συμβιώνουν με τα ομοειδή των, καθώς η απώλεια του γονιδίου ανοσοποίησης του πλασμιδίου σύντομα οδηγεί στην καστροφή λόγω της κυκλοφορούσης κολισίνης. Ταυτόχρονα κολισίνη απελευθερώνεται από ένα παράγων κύτταρο μόνον με την χρήση της πρωτεΐνης της λύσης, γεγονός που συνεπάγεται με την νέκρωση του κυττάρου. Αυτός ο αυτοκαταστροφικός μηχανισμός παραγωγής κολισίνης , θα φαίνονταν βεβαίως δαπανειρός, πλην όμως ρυθμίζεται από την SOS-απάντηση, που ενεργοποιείται σε περίπτωση σημαντικών βλαβών στο DNA. Ενί λόγω, παραγωγή κολισίνης συμβαίνει μόνον σε τελικώς ασθενικά κύτταρα, ενώ απαιτείται περαιτέρω έρευνα σε αυτό το αντικείμενο. Η ερευνιτική ομάδα της καθηγήτριας Kleanthous στο πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης μελετά τις κολισίνες ενταντικά ως πρότυπο συστήματος για εξευρευνιτικές αλληλεπιδράσεις και αλληλαναγωρίσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης. .[9]


Η ελεύθερης πρόσβασης βάση δεδομένων BACTIBASE [10][11] περιέχει πληροφορίες για βακτηριοσίνες συμπεριλαμβανομένων των κολισινών. (βλέπε πλήρη κατάλογο)

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

Παραπομπές

  1. ↑ * Feldgarden, M., & Riley, M. A. (August 1999). The phenotypic and fitness effects of colicin resistance in Escherichia coli K-12. Evolution. 53(4), 1019-27. [1]
  2. ↑ Monica Hirsch-Kauffmann, Manfred Schweiger Biologie für Mediziner und Naturwissenschaftler (γερμανικά) σελ. 229, ISBN 978-3-13-706507-4
  3. ↑ Kang C, Postle K, Chen G, Park H, Youn B, Hilsenbeck JL (2004). «Crystal structure of the cytotoxic bacterial protein colicin B at 2.5 A resolution». Mol. Microbiol. 51 (3): -. PMID 14731273. 
  4. ↑ Cramer WA, Zakharov SD, Antonenko YN, Kotova EA (2004). «On the role of lipid in colicin pore formation». Biochim. Biophys. Acta 1666 (1): -. PMID 15519318. 
  5. ↑ Cascales et al. (2007). Colicin Biology. Microbio. and Mol. Bio. Rev. 71(1), 158-229. Abstractpdf
  6. ↑ Cao Z, Klebba PE (2002). «Mechanisms of colicin binding and transport through outer membrane porins». Biochimie 84 (5-6): 399–412. PMID 12423783. 
  7. ↑ van den Elzen PJ, Veltkamp E, Nijkamp HJ, Walters HH (1983). «Molecular structure and function of the bacteriocin gene and bacteriocin protein of plasmid Clo DF13». Nucleic Acids Res. 11 (8): 2465–2477. PMID 6344017. 
  8. ↑ Luria, S. E. (1969) Nobel Lecture. [2]
  9. ↑ «Kleanthous Research Group». University of York. Ανακτήθηκε στις 11 Απριλίου 2011. 
  10. ↑ Hammami R, Zouhir A, Ben Hamida J, Fliss I (2007). «BACTIBASE: a new web-accessible database for bacteriocin characterization». BMC Microbiology 7: 89. doi:10.1186/1471-2180-7-89. PMID 17941971. 
  11. ↑ Hammami R, Zouhir A, Le Lay C, Ben Hamida J, Fliss I (2010). «BACTIBASE second release: a database and tool platform for bacteriocin characterization.». BMC Microbiology 10: 22. doi:10.1186/1471-2180-10-22. PMID 20105292. 

Πρότυπο:Αποποίηση ιατρικά

CC-BY-SA
Μετάφραση 		Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Colicin της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 4.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Κολισίνες&oldid=2708439"