Kjemi

Hydrofobe membran-interagerende bakterielle biotoksiner

Hydrofobe membran-interagerende bakterielle biotoksiner


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Botulinumtoksin

Botulinumtoksinet (ofte også kalt botulinumtoksin) er et nervegift og samtidig det sterkeste kjente biologiske giftstoffet. LD50 av det krystallinske type A-toksinet i mus er mindre enn 0,2 pmol. Det produseres av de grampositive anaerobe stavformede bakteriene Clostridium botulinumsom er nesten allestedsnærværende.

Merk
Clostridia produserer to giftstoffer, hvorav kun nervegiften forårsaker forgiftning hos mennesker. Det andre toksinet virker mer uspesifikt og induserer tilstrømning av væske gjennom membraner.

De enkelte nervegiftene syntetiseres av bakterien som enkeltkjedede polypeptider og har en molekylmasse på ca. 150 kDa. Molekylene har minst én disulfidbro og er relativt mindre giftige. Fordøyelsesenzymer som trypsin eller trypsinlignende enzymer brytes ned til et tokjedet molekyl der den tunge kjeden (aa 448 til 1295; ca. 100 kDa) og den lette kjeden (aa 1-447; ca. 50 kDa) krysser hverandre en disulfidbro holder seg tilkoblet. Denne prosessen kalles nicking betegner og øker toksisiteten til molekylet. Den proteolytiske nedbrytningen kan finne sted på tre punkter: ved aminoterminalen, inne i molekylet og ved karboksyterminalen.

Serotyper

Botulinum neurotoxin har blitt isolert i flere immunologisk distinkte former - det er A, B, C, D, E, F, G former som deler ulike strukturelle og funksjonelle egenskaper. Formene A, B, E og F er giftige for mennesker, mens formene C, D og G er giftige for dyr. Botulinumtoksin binder seg til perifere gangliosidreseptorer via N- og C-terminalene i den tunge kjeden Nerveender. Etter internalisering i cellen blokkerer botulinum-nevrotoksin frigjøringen av acetylkolin ved nerve-muskel-endeplaten ved å enzymatisk spalte en rekke proteiner som er viktige for frigjøring av nevrotransmittere. Den lette kjeden, som har en sinkavhengig endopeptidaseaktivitet, ser ut til å være hovedansvarlig for denne aktiviteten. De enkelte formene har ulike mål for angrep i cellen: type B, D og F er rettet mot Synaptobrevin (VAMP), type A og E mot SNAP 25 (synaptosomalt assosiert protein) og type C versus syntaksin.

Virkningsmekanismen

Virkningsmekanismen ser ut til å være i tre stadier:

  1. Toksinet binder seg til en tidligere ukjent reseptor i membranen via de C- og N-terminale endene av den tunge kjeden. Strukturen til molekylet ser ut til å være spesielt viktig; den har 10a-helikser og to muligens transmembrane a-helix-spennende domener (aa 626-646 og aa 655-675 i botulinum neurotoxin A). Tetanustoksinet har også lignende strukturer; begge er derfor gruppert sammen i botulinum- og tetanustoksinfamiliene. Det N-terminale domenet til den tunge kjeden danner deretter en kanal for molekylet å komme inn i cellen. Translokasjonsdomenefragmentene 8, 9 og løkken TL5 er tilstrekkelig for kanaldannelse; de ​​danner en hårnål i membranen.
  2. Etter at hårnålen har dannet seg, blir de tunge og lette kjedene internalisert og pH i internaliseringsvesikkelen synker. Dette induserer den enzymatiske spaltningen av disulfidbroen som holder de tunge og lette kjedene sammen.
  3. Den lette kjeden dissosieres og eksocyteres fra vesikkelen til den presynaptiske membranen. Det er her den enzymatiske spaltningen av proteinene som er viktige for frigjøringen av nevrotransmitterne skjer. Dette forhindrer overføring av nerveimpulser og reduserer muskeltonus, noe som fører til lammelser. Symptomer på botulinumtoksinforgiftning viser seg noen ganger ikke før 24 timer etter inntak av patogenet eller giften, først lammelse av øye- og munnmuskulaturen, og til slutt lammelse av luftveismuskulaturen, som fører til døden.


Video: International Colloquia on Thermal Innovations #16: Thermal Desalination by Membrane Distillation (Kan 2022).