Alpha toxin from Clostridium
From Proteopedia
| Line 34: | Line 34: | ||
===<div style="text-align:right;direction:rtl;">קצה N – טרמינלי יוצר פוספוליפאז </div>=== | ===<div style="text-align:right;direction:rtl;">קצה N – טרמינלי יוצר פוספוליפאז </div>=== | ||
| + | <p dir="rtl">'''שיירים קטליטיים''': רצף ה-N-טרמינלי מכיל בדרך כלל שאריות חומצות אמינו הפועלות כשיירים קטליטיים, המשתתפים ישירות בתגובת ההידרוליזה. שיירים אלה עשויים לכלול חומצות אמינו עם שרשראות צד נוקלאופיליות, כגון סרין, ציסטאין או היסטידין. | ||
| + | </p> | ||
=<div style="text-align:right;direction:rtl;">משפחת חיידקי הכלוסטרידיום</div>= | =<div style="text-align:right;direction:rtl;">משפחת חיידקי הכלוסטרידיום</div>= | ||
<p dir="rtl">חיידקי הכלוסטרידיום הם חיידקים אנאירוביים, ואינם יכולים לגדול בנוכחות חמצן בכלל. חיידקים אלה מתקיימים בדרך כלל באדמה ומערכת העיכול של בני האדם ובעלי החיים. במצבי עקה חיידקים אלה יכולים יוצרים נבגים, אשר מאפשרים להם לשרוד בתנאי קשים ותורמים לפתוגניות שלהם. | <p dir="rtl">חיידקי הכלוסטרידיום הם חיידקים אנאירוביים, ואינם יכולים לגדול בנוכחות חמצן בכלל. חיידקים אלה מתקיימים בדרך כלל באדמה ומערכת העיכול של בני האדם ובעלי החיים. במצבי עקה חיידקים אלה יכולים יוצרים נבגים, אשר מאפשרים להם לשרוד בתנאי קשים ותורמים לפתוגניות שלהם. | ||
Revision as of 08:40, 13 February 2024
Contents |
רעלן אלפא של חיידק כלוסטרידיום
|
רעלן אלפא הוא אנזים שרשרת פוליפפטיד בודד עם פעילות פוספוליפאז C. הוא פועל על ידי ביקוע פוספוליפידים, במיוחד פוספטידילכולין, שהוא מרכיב עיקרי של ממברנות התא. פעילות אנזימטית זו משבשת את שלמות ממברנות התא, מה שמוביל למוות תאים ולנזק לרקמות. רעלן אלפא הוא רעלן מרכזי במספר מחלות הנגרמות על ידי חיידקי הכלוסטרידיום וסוגים מסוימים של הרעלת מזון. בנוסף רעלן אלפא יכול גם לווסת את התגובה החיסונית של המארח. הוכח שהוא מעורר דלקת וסערת ציטוקינים, שיכולים לתרום עוד יותר לנזק לרקמות ולהתקדמות המחלה. רעלן אלפא מכוון בעיקר לתאי אנדותל המצפים את כלי הדם, כמו גם סוגי תאים שונים בתוך רקמות מושפעות. ההשפעות שלו מובילות לשיבוש שלמות כלי הדם, נמק רקמות ושחרור מתווכים דלקתיים. השלכות אבחנתיות וטיפוליות: זיהוי של רעלן אלפא או פעילותו בדגימות קליניות יכול לסייע באבחון של זיהומי כלוסטרידיום. בנוסף, אסטרטגיות שמטרתן לנטרל או לעכב את פעילות רעלן אלפא מייצגות גישות טיפוליות פוטנציאליות לטיפול במחלות הקשורות לחיידקים אלה.
מבנה החלבון
רעלן אלפא הוא מולקולת חלבון גדולה עם משקל מולקולרי של כ-43 kDa. הוא מורכב משרשרת פוליפפטידית אחת מקופלת למבנה כדורי. החלבון קיים בדרך כלל כמונומר בצורתו הלא פעילה. רעלן אלפא מורכב ממספר אזורים נפרדים, שלכל אחד מהם פונקציות ספציפיות:
תחום N- טרמינלי: תחום זה מכיל את הפעילות האנזימטית של הרעלן. זה פועל כפוספוליפאז, המזרז את ההידרוליזה של פוספטידילכולין בממברנות התא.
תחום C - טרמינלי: אזור זה אחראי על קשירת ממברנה ויצירת נקבוביות. הוא מקיים אינטראקציה עם הפוספוליפידים של ממברנת התא, ומקל על החדרת התחום האנזימטי N-טרמינלי לתוך הממברנה.
אתר פעילות פוספוליפאז: בתוך התחום הN - טרמינלי, ישנם שיירים של חומצות אמינו ספציפיות היוצרות את האתר הפעיל האחראי על פעילות הפוספוליפאז. שיירים אלה חיוניים לזירוז ההידרוליזה של פוספטידילכולין.
מאפיינים מבניים: רעלן אלפא מכיל סלילי אלפא וגדילי בטא המסודרים במבנה שלישוני קומפקטי. החלבון עובר שינויים במבנה המרחבי עם הקישור לממברנות התא, הנחוצים לפעילות האנזימטית שלו ולפונקציות משבשות הממברנה של התא.
מצב אוליגומרי: בעוד רעלן אלפא הוא בעיקרו מונומרי בצורתו הלא פעילה, הוא יכול לעבור אוליגומריזציה לאחר היצמדות לממברנות התא. אוליגומריזציה כרוכה בהרכבה של מולקולות רעלנים מרובות לקומפלקסים גדולים יותר, ההכרחיים לייצור נקבוביות בשכבת הפוספוליפידים של קרום התא, מה שמוביל להפרעה של הממברנה ולמוות תאים.
קצה N – טרמינלי יוצר פוספוליפאז
שיירים קטליטיים: רצף ה-N-טרמינלי מכיל בדרך כלל שאריות חומצות אמינו הפועלות כשיירים קטליטיים, המשתתפים ישירות בתגובת ההידרוליזה. שיירים אלה עשויים לכלול חומצות אמינו עם שרשראות צד נוקלאופיליות, כגון סרין, ציסטאין או היסטידין.
משפחת חיידקי הכלוסטרידיום
חיידקי הכלוסטרידיום הם חיידקים אנאירוביים, ואינם יכולים לגדול בנוכחות חמצן בכלל. חיידקים אלה מתקיימים בדרך כלל באדמה ומערכת העיכול של בני האדם ובעלי החיים. במצבי עקה חיידקים אלה יכולים יוצרים נבגים, אשר מאפשרים להם לשרוד בתנאי קשים ותורמים לפתוגניות שלהם. חיידקי הכלוסטרידיום יכולים לנצל מגוון רחב של חומרים להפקת אנרגיה. עובדה זו תורמת ליכולתם ליישב נישות אקולוגיות שונות.
משפחת הכלוסטרידיום היא מגוונת וכוללת חיידקים לא מזיקים וחיידקים פתוגנים. החיידקים הפתוגניים אחראים על מחלות שונות בבני האדם ובעלי חיים, וביניהן שלשולים, פגיעה ברקמות ואפילו למוות. חיידקים אחרים מנוצלים בתעשייה ובביוטכנולוגיה לייצור מזונות ומשקאות מותססים שונים, ואפילו לייצור דלק ביולוגי באמצעות תהליכי תסיסה.
מחלות שנגרמות על ידי חיידקי הכלוסטרידיום
רעלן אלפא של חיידק הכלורידיום קשור למספר מחלות בבני האדם ובע"ח אחרים:
נמק גזי: זיהום חמור שעלול לסכן חיים, המאופיין בהרס רקמות מהיר וייצור גז ברקמות שנפגעו. המחלה מאופיינת בכאב עז במקום הזיהום, בצקת, שינויים בצבע הרקמה לגוונים של חום, הפרשה מן הפצע, שלפוחיות וגז ברקמה. את הגז ניתן לחוש בלחץ קל על האזור הנגוע. התחושה היא של ספוג רק המלא בחללי אוויר. בהמשך מופיע נמק בעיקר של רקמת שריר, חום, סימנים של הלם זיהומי. התמותה מן המחלה גבוהה – 25% במקרים הקשורים לחבלה ומעל 70% במקרים ללא חבלה.
הרעלת מזון כלוסטרידיאלית: חיידקים הכלוסטרידיום הם אחד הגורמים המובילים להרעלת מזון ממקור חיידקי ברחבי העולם. בליעת החיידקים יחד עם הרעלנים שלהם, עלולה להוביל לתסמינים כמו התכווצויות בטן ושלשולים, טשטוש ראיה, יובש בפה, אישורים מקובעים. המחלה חולפת בדרך כלל תוך 24 שעות. חומרת התסמינים קשורה בכמות הרעלן שנאכל. :
דלקת מעיים נמקית: דלקת מעיים נמקית בבעלי חיים: בבעלי חיים, במיוחד בעופות, זיהומי חיידקי הכלוסטרידיום יכולים להוביל לדלקת מעיים נמקית, מחלת מעיים קשה המאופיינת בדלקת ונמק של רירית המעי. רעלן אלפא, יחד עם רעלנים נוספים המיוצרים על ידי החיידק, תורמים לנזק לרקמות ולהתקדמות המחלה בבעלי חיים שנפגעו.
ספטיסמיה(אלח דם): חיידקים הכלוסטרידיום עלולים להשפיע על מערכות הגוף, הלם ואי ספיקת איברים מרובה. מצבים אלה נגרמים בדרך כלל בעקבות תגובת יצר של מערכת החיסון. תסמיני מצבים אלה הם קצב לב מהיר, נשימה מהירה, צמרמורת, ובמצבים חמורים ירידה בנפח השתן, שינוי חד במצב ההכרה, ירידה בספירת טסיות הדם, קשיי נשימה ושלשולים ובחילות. זיהומים מערכתיים אלה עלולים להיות מסכני חיים ודורשים התערבות רפואית מיידית. אבחון בשלב מוקדם, טרם פגיעה באיברים חיוניים, מאפשר טיפול באנטיביוטיקה בלבד, ללא אשפוז.
מנגנון המחלה
מנגנון המחלה הקשור לרעלן אלפא בחיידקי הכלוסטרידיום כולל מספר שלבים שבסופו של דבר מובילים לנזק לרקמות, לנמק ולהשפעות פתולוגיות אחרות.לכל המחלות מנגנון דומה:
1. התיישבות של חיידקים וייצור רעלים: חיידקי הכלוסטרידיום מתיישבים על הרקמה (פצעים, מערכת עיכול ועוד). לאחר ההתיישבות מתחילים החיידקים לשחרר רעלנים לסביבה.
2. דיפוזיה וקשירת רעלנים: רעלן אלפא (ורעלנים אחרים) המיוצרים על ידי החיידקים, מתפזרים לסביבה דרך בין התאים, ונקשרים לקולטנים ספציפיים על פני התאים. רעלן אלפא נקשר לקולטן.
3. דיפוזיה וקשירת רעלנים: רעלן אלפא ורעלים אחרים המיוצרים על ידי Clostridium perfringens מתפזרים דרך רקמות ונקשרים לקולטנים ספציפיים על פני התאים המארחים. רעלן אלפא, למשל, נקשר לפוספוליפידים בממברנת התא.
4. שיבוש הממברנה: לאחר היקשרות אלפא טוקסין לממברנת התא, הוא מפעיל את מנגנון הפוספוליפאז (אנזים המפרק פוספוליפידים) ומשבש את ממברנת התא. בתוך הממברנה נפתחות נקבוביות ודרכן דולף התוכן התאי והתא מת.
5. נזק לרקמות ונמק: מוות נרחב של תאים גורם לנזק לרקמה ולנמק באתר הזיהום. נמק זה יכול להיות חמור, ולהוביל להשחרה של הרקמה כתוצאה מהיווצרות של גזים רעילים.
6. תגובה דלקתית: שחרור הרעלנים החיידקיים ופסולת תאים מעוררת תגובה דלקתית המאופיינת בגיוס תאי מערכת חיסון לאתר הזיהום. תגובה דלקתית זו גורמת נזק נוסף לרקמה ולדלקת.
השפעות רחבות: במקרים חמורים התפשטות רעלני חיידקים ומתווכים דלקתיים לזרם הדם עלולה להוביל להשפעות מערכתיות, כגון ספטיסמיה (הרעלת דם), הלם ואי ספיקת איברים מרובה. השפעות מערכתיות אלו עלולות להיות מסכנות חיים ודורשות התערבות רפואית מיידית.
</p>
מקורות מידע
סצנות שמורות
