Дифтерийный токсин это: Diphtheria Toxin (DT) — Дифтерийный токсин

Diphtheria Toxin (DT) — Дифтерийный токсин

Corynebacterium diphtheriae продуцирует мощный экзотоксин — основной фактор патогенности.
Токсин дифтерии проявляет все свойства экзотоксина (термолабильный, высокотоксичный, иммуногенный белок, нейтрализуемый антитоксической сывороткой). Нативный токсин — полипептид с Мг около 72 000; его образуют фрагменты А (проявляет ферментативную активность) и В (взаимодействует с клеточными рецепторами, облегчая проникновение фрагмента А). Клетки всех чувствительных организмов способны рецептировать В-фрагмент и поглощать молекулу посредством эндоцитоза. В кислой среде эндосом (фаголизосом) дисульфидные связи, объединяющие оба компонента, разрушаются, фрагмент В взаимодействует с мембраной эндосомы, облегчая проникновение фрагмента А в цитоплазму. Последний устойчив к денатурации и длительно сохраняется в цитозоле. Механизм цитотоксического действия токсина дифтерии связан с модификацией белков через АТФ-рибозилирование. Подобным свойством обладают многие токсины, но лишь дифтерийный токсин и токсин A Pseudomonas aeruginosa имеют специфичную мишень — фактор элонгации 2 — трансферазу, ответственную за наращивание (элонгацию) полипептидной цепи на рибосоме.
Дифтерийный токсин катализирует перенос АТФ-рибозы от цитоплазматического никотин-амиддинуклеотида (НАД) к фактору элонгации 2, приводя к АТФ-рибозилированию гистидиновых остатков в молекуле фактора с необратимым блокированием элонгации полипептидной цепи (то есть любого белкового синтеза). Немодифицированный фактор элонгации 2 образует комплекс с ГТФ и тРНК, связывающийся с мРНК в эукариотических клетках, после чего возможно встраивание аминокислот в синтезируемую белковую молекулу. Токсин дифтерии ингибирует белковый синтез, в том числе и в миокарде, приводя к структурным и функциональным нарушениям, способным вызвать смерть больного. Результат действия токсина дифтерии на нервную ткань — демиелинизация нервных волокон, часто приводящая к параличам и парезам.

Организм

Артикул

Наименование

В наличии

Sandwich ELISA for Diphtheria Toxin (DT)

Организм:

Для всех

Артикул:

SEO794Ge

Sandwich ELISA for Diphtheria Toxin (DT)

В наличии:

Уточнить

Организм

Артикул

Наименование

В наличии

Sandwich CLIA for Diphtheria Toxin (DT)

Организм:

Для всех

Артикул:

SCO794Ge

Sandwich CLIA for Diphtheria Toxin (DT)

В наличии:

Уточнить

Если вы не увидели здесь нужный Вам продукт — это значит, что он доступен для изготовления на заказ.

Обратный звонок

Чат со специалистом

Напишите нам

Московский государственный университет

Исследовательский центр им.Алмазова

НЦ вирусологии и биотехнологии «Вектор»

Институт медико-биологических проблем РАН

Институт Цитологии и Генетики СО РАН

Институт физиологии им. Павлова

Сеченовский Университет

МНТК Микрохирургии глаза им.Федорова

МФТИ

Институт экспериментальной медицины

Исследовательский центр им. Дмитрия Рогачева

НИЦ Курчатовский институт

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова

НИИ глазных болезней им. Гельмгольца

НЦ акушерства, гинекологии и перинатологии им.Кулакова

ИЭФБ РАН им.Сеченова

Национальный исследовательский университет Лобачевского

Томский научный исследовательский медицинский центр

Казанский Федеральный Университет

СЗГМУ им.Мечникова

Балтийский федеральный университет

Научный центр неврологии

Северо-Кавказский федеральный университет

Дальневосточный федеральный университет

ФНКЦ физико-химической медицины

ФНКЦ реаниматологии и реабилитологии

Сибирский федеральный университет

Институт биологии гена РАН

ФИЦ Питания и биотехнологий

Сибирский медицинский университет

Институт биофизики клетки РАН

НИПИ им. Бехтерева

Институт Фундаментальных Проблем Биологии РАН

Институт токсикологии ФМБА России

НИИ Акушерства и гинекологии им. Отта

НИИ Психического здоровья

РМАПО

Красноярский медицинский университет им. Войно-Ясенецкого

Алтайский медицинский университет

Ниармедик

Волгоградский медицинский университет

Новосибирский медицинский университет

РНИОИ

ИБХ РАН им. акад. Шемякина и Овчинникова

Петровакс Фарм

Южно-Уральский государственный университет

ПИМУ

ФНЦ Пищевых систем им.Горбатова РАН

Феноптоз, или Запрограммированная смерть организма. Загадка дифтерийного токсина

Академик В. П. Скулачев
«Химия и жизнь» № 11, 2002

  • Самоубийство бактерий
  • Самурайский закон биологии
  • Загадка дифтерийного токсина
  • Септический шок
  • Старение организма — особый случай феноптоза?
  • Еще раз о теломерах
  • Инфаркт, инсульт, рак: болезнь или закономерность?
  • Заключение

Загадка дифтерийного токсина

Очевидно, что животное, инфицированное опасным патогеном, — столь же нежелательный гость в сообществе себе подобных, как и бактерия, заразившаяся фагом. С «надорганизменной» точки зрения быстрая смерть такого индивидуума могла бы стать последней, жестокой, но радикальной мерой предотвращения эпидемии. Вот почему сообщество организмов, способных к альтруистическому самоубийству, должно получить преимущество в борьбе за существование. Рассмотрим для примера дифтерию.

Возбудителем дифтерии служит особый вид коринебактерии. Болезнь сопровождается интоксикацией организма — его отравляет бактериальный токсин, особый белок. Он состоит из двух частей, или доменов, один из которых (большой) узнается особым белком-рецептором во внешней мембране клеток заболевшего человека или животного. После этого другой (меньший) домен токсина перебрасывается внутрь клетки и отделяется от большего. В клетке он действует как фермент, присоединяющий АДФ-рибозу к остатку вещества, называемого дифтамидом. Дифтамид находится во втором факторе элонгации EF-2 — белке, участвующем в белковом синтезе. Дифтерийный токсин инактивирует фактор элонгации и таким образом останавливает белковый синтез. Ферментативная активность токсина весьма высока: одной его молекулы достаточно, чтобы убить клетку. А при массовой гибели клеток умирает и больной.

Дифтамид, объект действия токсина, есть в клетке только в одном белке, причем в одном экземпляре. Остаток аминокислоты гистидина в составе EF-2 превращают в дифтамид пять специальных ферментов, не участвующих в каких-либо других реакциях обмена веществ.

На первый взгляд дифтерийный токсин — оружие коринебактерии в борьбе с макроорганизмом. Однако вот в чем проблема: у дифтамида не обнаружено других функций, кроме как участвовать в убийстве клетки токсином. Более того, клетки с мутантным EF-2, не способным присоединять АДФ-рибозу, имеют нормальный белковый синтез и вообще отличаются от обычных клеток лишь полной устойчивостью к дифтерийному токсину.

Создается впечатление, что дифтамид — мина замедленного действия, которую каждый из нас носит в себе до тех пор, пока не заразится дифтерией. Парадокс получит объяснение, если предположить, что люди и животные используют в борьбе с эпидемией ту же стратегию, что и кишечная палочка, зараженная бактериофагом: смерть под действием дифтерийного токсина позволяет популяции избавиться от инфицированного индивидуума. Вероятно, коринебактерия все равно бы погубила больного каким-либо иным, не зависящим от токсина способом, но это произошло бы после ее массового размножения в организме, который сделался бы опасным источником болезни. В таком случае уже не кажется удивительным наличие дифтамида в одном из важнейших белков. Можно думать, что популяции, не имевшие дифтамида, просто вымерли от эпидемий.

По-видимому, дифтамидный механизм защищает популяцию не только от дифтерии, но от целой группы опасных инфекций. В частности, токсин А, который выделяет одна из инфекционных псевдомонад, действует аналогично дифтерийному токсину, только связывается с другим рецептором. И уже ясно, что это явление уходит своими эволюционными корнями в глубь веков. Дифтамида нет у эубактерий, но он есть у архебактерий и дрожжей.

Биология и молекулярная эпидемиология токсина дифтерии и гена tox

Обзор

. 2000 г., февраль; 181 Приложение 1: S156-67.

дои: 10. 1086/315554.

Р К Холмс 1

принадлежность

  • 1 Кафедра микробиологии, Центр медицинских наук Университета Колорадо, Денвер, Колорадо 80262, США. [email protected]
  • PMID: 10657208
  • DOI: 10.1086/315554

Обзор

R K Холмс. J заразить Dis. 2000 фев.

. 2000 г., февраль; 181 Приложение 1: S156-67.

дои: 10.1086/315554.

Автор

Р К Холмс 1

принадлежность

  • 1 Кафедра микробиологии, Центр медицинских наук Университета Колорадо, Денвер, Колорадо 80262, США. [email protected]
  • PMID: 10657208
  • DOI: 10.1086/315554

Абстрактный

Дифтерийный токсин (DT) представляет собой внеклеточный белок Corynebacterium diphtheriae, который ингибирует синтез белка и убивает восприимчивые клетки. Ген, кодирующий DT (tox), присутствует у некоторых коринефагов, а DT продуцируется только изолятами C. diphtheriae, содержащими фаги tox+. Репрессор дифтерийного токсина (DtxR) представляет собой глобальный регуляторный белок, который использует Fe2+ в качестве корепрессора. Holo-DtxR подавляет продукцию DT, коринебактериального сидерофора, гемоксигеназы и некоторых других белков. Диагностические тесты на токсигенность C. diphtheriae основаны либо на иммуноанализе, либо на биоанализе на DT.

Молекулярный анализ генов tox и dtxR в недавних клинических изолятах C. diphtheriae выявил несколько аллелей tox, которые кодируют идентичные белки DT, и множественные аллели dtxR, которые кодируют пять вариантов белка DtxR. Таким образом, недавние клинические изоляты C. diphtheriae продуцируют один антигенный тип DT, и дифтерийный анатоксин продолжает оставаться эффективной вакциной для иммунизации против дифтерии.

Похожие статьи

  • Точечные мутации в генах промотора/оператора tox и репрессора дифтерийного токсина (DTXR), ассоциированные с уровнем продукции токсина штаммами Corynebacterium diphtheriae, выделенными в Беларуси.

    Колодкина В.Л., Титов Л.П., Шарапа Т.Н., Дрожжина О.Н. Колодкина В.Л. и соавт. Мол Ген Микробиол Вирусол. 2007;(1):22-9. Мол Ген Микробиол Вирусол. 2007. PMID: 17354605 Русский.

  • Секвенирование транскриптома человеческого патогена Corynebacterium diphtheriae NCTC 13129 дает детальное представление о ландшафте его транскрипции и о регуляции транскрипции, опосредованной DtxR.

    Виттхен М., Буше Т., Гаспар А.Х., Ли Дж.Х., Тон-Тат Х., Калиновский Дж., Таух А. Виттхен М. и соавт. Геномика BMC. 2018 25 января; 19 (1): 82. doi: 10.1186/s12864-018-4481-8. Геномика BMC. 2018. PMID: 29370758 Бесплатная статья ЧВК.

  • Гетерогенность гена дифтерийного токсина tox и его регуляторного элемента dtxR у штаммов Corynebacterium diphtheriae, вызывающих эпидемии дифтерии в России и Украине.

    Накао Х., Прюклер Ю.М., Мазурова И.К., Нарвская О.В., Глушкевич Т., Мариевский В.Ф., Кравец А.Н., Филдс Б.С., Ваксмут И.К., Попович Т. Накао Х. и др. Дж. Клин Микробиол. 1996 июль; 34 (7): 1711-6. дои: 10.1128/JCM.34.7.1711-1716.1996. Дж. Клин Микробиол. 1996. PMID: 8784575 Бесплатная статья ЧВК.

  • Corynebacterium diphtheriae : токсин дифтерии, оперон tox и его регуляция с помощью Fe2

    + Активация апо-DtxR.

    Парвин С., Бишай В.Р., Мерфи Дж.Р. Парвин С. и др. Микробиологический спектр. 2019 г., июль; 7(4):10.1128/microbiolspec.GPP3-0063-2019. doi: 10.1128/microbiolspec.GPP3-0063-2019. Микробиологический спектр. 2019. PMID: 31267892 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Железо, DtxR и регуляция экспрессии дифтерийного токсина.

    Тао X, Ширинг Н., Цзэн Х.И., Ринг Д., Мерфи Младший. Тао X и др. Мол микробиол. 1994 окт; 14 (2): 191-7. doi: 10.1111/j.1365-2958.1994.tb01280.x. Мол микробиол. 1994. PMID: 7830565 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

  • Задержание NAD + -ADPr-зависимых систем в мире вирусов.

    Айер Л. М., Берроуз А.М., Анантараман В., Аравинд Л. Айер Л.М. и соавт. Вирусы. 2022 7 сентября; 14 (9): 1977. дои: 10.3390/v14091977. Вирусы. 2022. PMID: 36146784 Бесплатная статья ЧВК.

  • Предоставляют ли бактерии альтернативу лечению рака и какую роль играют молочнокислые бактерии?

    Дикс LMT, Вермёлен В. Дикс ЛМТ и др. Микроорганизмы. 2022 27 августа; 10 (9): 1733. doi: 10.3390/microorganisms10091733. Микроорганизмы. 2022. PMID: 36144335 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Данные полногеномного секвенирования Corynebacterium diphtheriae , выделенный из вспышек дифтерии в Индонезии.

    Сетиавати В., Пуспандари Н., Сарасвати Р.Д., Фебрияна Д., Фебрианти Т., Рукминиати Ю., Муна Ф., Фитриана Ф. , Сафари Д., Пратама Р., Лиенгонегоро Л.А., Сунарно С. Сетиавати В. и др. Краткий обзор данных. 2022 14 июля; 43:108460. doi: 10.1016/j.dib.2022.108460. Электронная коллекция 2022 авг. Краткий обзор данных. 2022. PMID: 35873280 Бесплатная статья ЧВК.

  • Биологические основы успешной бактериофаговой терапии.

    Вентурини С., Петрович Фабижан А., Фахардо Лубиан А., Барбирц С., Иределл Дж. Вентурини С. и др. EMBO Мол Мед. 2022 7 июля; 14 (7): e12435. doi: 10.15252/emmm.202012435. Epub 2022 27 мая. EMBO Мол Мед. 2022. PMID: 35620963 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Взаимодействие между повторно возникающим патогеном Corynebacterium diphtheriae и клетками-хозяевами.

    Отт Л., Мёллер Дж. , Бурковски А. Отт Л. и соавт. Int J Mol Sci. 2022 18 марта; 23 (6): 3298. doi: 10.3390/ijms23063298. Int J Mol Sci. 2022. PMID: 35328715 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Грантовая поддержка

  • AI-14107/AI/NIAID NIH HHS/США

Дифтерийный токсин: гайки и болты

Применение в исследованиях

За последние пять десятилетий было приложено много усилий для изучения механизма действия DT и того, как он способствует патогенности. Структурные и функциональные исследования выявили модульную структуру с заменяемыми доменами, что делает DT особенно пригодным для белковой инженерии. Одним из уникальных свойств DT является его способность транспортировать белки через клеточные мембраны млекопитающих, которые в противном случае непроницаемы для больших молекул. Таким образом, путем усечения и слияния мембранного транслокационного домена DT с другими генами его можно использовать в качестве переносчика полезных белковых нагрузок. В сочетании со способностью DT инактивировать рибосомный механизм это побудило исследователей изучить его потенциал в фундаментальных исследованиях и фармацевтических применениях 9.0009 [6]

.

Моделирование заболеваний

В отличие от человека, клетки грызунов не имеют правильной формы рецептора для связывания DT и поэтому устойчивы к его токсическим эффектам. Используя эту врожденную устойчивость, ученые создали модели трансгенных мышей, которые специфически экспрессируют рецепторы DT в ограниченных клеточных популяциях, что делает их чувствительными к внеклеточному DT и вызывает избирательную гибель клеток. При этом DT можно использовать для создания моделей трансгенных мышей для изучения функции генов 9.0087 in vivo .

Одним из таких применений этой модели является исследование гена Foxp3 в регуляторных Т-клетках. Регуляторные Т-клетки (T-regs) поддерживают самотолерантность и экспрессируют фактор транскрипции коробки Forkhead, Foxp3, который необходим для их развития и функционирования. Следовательно, избирательное истощение T-reg FoxP3+ дает представление об их роли в отношении аутоиммунных заболеваний, трансплантации, рака и инфекционных заболеваний. Чтобы истощить клетки FoxP3+ T-reg, исследователи создали трансгенных мышей, названных «истощение регуляторных Т-клеток» (DEREG), которые экспрессировали зеленый флуоресцентный белок, усиленный рецептором DT (eGFP), под контролем локуса Foxp3. Затем клетки FoxP3+ T-reg у новорожденных мышей можно было удалить путем инъекции DT. Модель мыши DEREG позволила ученым четко идентифицировать и изучить эффекты клеток FoxP3+ T-reg in vivo , в отличие от традиционных методов на основе антител [7] .

Иммунотерапия

Из-за чрезвычайной активности DT как токсина его можно генетически сконструировать для селективного уничтожения аберрантных клеток в качестве иммунотерапии. В отличие от лучевой терапии и хирургии, иммунотерапия является жизнеспособным методом лечения нетвердых метастазов и не повреждает клеточную ДНК. С этой целью DT был разработан в качестве перспективного противоракового средства для других неизлечимых опухолей и был успешно одобрен для различных показаний. Общей мишенью для терапии DT были клетки, которые сверхэкспрессируют рецепторы интерлейкина, поскольку интерлейкины являются ключевыми медиаторами при многих типах рака, стимулируя рост опухоли и облегчая уклонение от иммунитета.

DAB389IL2 содержит первые 388 аминокислот DT, генетически слитые с интерлейкином-2 (IL-2), который связывается с рецептором с высоким сродством, обнаруженным во многих различных лейкозах и лимфомах [8] . Испытания фазы I, проведенные на пациентах с Т-клеточной лимфомой и другими неходжкинскими лимфомами, показали пять полных и восемь частичных ремиссий у пациентов с Т-клеточной лимфомой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *