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霍亂毒素

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霍亂毒素
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霍亂毒素(英語:Cholera toxin,又稱為英語:choleragen,有時簡稱為CTXCtxCT)是霍亂弧菌分泌的AB5多聚體蛋白质复合体[1][2]霍亂毒素是造成霍亂感染特有的大量水瀉的原因。[3]它是耐熱腸毒素家族英语Heat-labile enterotoxin family的成員。

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霍亂毒素機制

歷史

罗伯特·科赫是一位德國醫生和微生物學家,他是第一個提出霍亂毒素存在的人。1886年,科赫提出霍亂弧菌會分泌一種導致霍亂症狀的物質。[4]科赫的推測被印度微生物學家 Sambhu Nath De 證實是正確的,他在1951年研究並記錄了用熱殺霍亂弧菌注射兔子的效果。[5]他從這個實驗中得出結論:細菌分解時釋放出來的內毒素是導致霍亂症狀的原因。[5]1959年,De 進行了另一項實驗,這次他使用無菌的霍亂弧菌培養濾液注入兔子的小腸。[6]結果腸內積液確實證明了毒素的存在。[7]

結構

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霍亂弧菌,霍亂毒素B五聚體

完整的毒素是由一份A亞基(A部分,酶,UniProt P01555)和五份B亞基(B部分,受體結合,UniProt P01556)組成的六聚體,表示為AB5。B亞基結合,而A亞基則活化 G蛋白,進而活化腺苷酸环化酶。該毒素的三維結構是由 Zhang 等人在1995年使用X射線晶體學測定的。[8]

五個各重11 kDa的B亞基構成一個五元環。28 kDa的A亞基有兩個重要的區段。A1部分的鏈 (CTA1) 是球狀的酶載荷,可二磷酸腺苷核糖基化G蛋白,而A2鏈 (CTA2) 則形成延伸的α螺旋,緊貼在B亞基環的中央孔隙中。[9]

這種結構在形狀、機制和序列上與大腸桿菌某些菌株所分泌的耐熱腸毒素家族英语Heat-labile enterotoxin family類似。

致病機制

霍亂毒素的作用機制如下: 首先,霍亂毒素的B亞基環與目標細胞表面的GM1神经节苷脂結合。如果細胞缺乏GM1,毒素很可能會與其他類型的聚糖結合,例如附著在蛋白質上的Lewis Y和Lewis X,而不是脂質。[10][11][12] 一旦結合,整個毒素複合物會被細胞內吞二硫橋的還原會釋放霍亂毒素A1 (CTA1) 鏈。胞內體被移動到高爾基體,在那裡A1蛋白被內質網 (ER) 分子伴侣蛋白二硫異構酶(protein disulfide-isomerase)識別。A1鏈隨後展開並被送到膜上,在膜上,Ero1觸發蛋白質二硫化異構酶複合物氧化,釋放A1蛋白。[13]當A1蛋白透過Sec61通道從內質網移動到細胞質時,它會重新折疊,避免因泛素化而失去活性。

参见

参考资料

外部鏈接

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