انتروتوکسین

انتروتوکسین استاف/استرپتوکسین، پایانه-C
شناسایی محل اتصال ثانویه عنصر روی در انتروتوکسین C2 استافیلوکوک می‌تواند برای شناخت سوپرآنتی‌ژن‌های آن مفید باشد.
شناسه‌ها
نمادStap_Strp_tox_C
پی‌فمPF02876
پی‌فم clanCL0386
PROSITEPDOC00250
SCOPe1se3 / SUPFAM
OPM superfamily364
OPM protein1dyq

انتروتوکسین (به انگلیسی: enterotoxin) نوعی اگزوتوکسین پروتئینی بوده که توسط یک میکروارگانیسم آزاد و سلول‌های روده را هدف قرار می‌دهد.[۱] این پروتئین‌ها می‌توانند توسط ژنوم اصلی ارگانیسم یا پلاسمید رمزگذاری شوند.[۲] انتروتوکسین‌ها حساس به حرارت (بیش از ۶۰⁰)، دارای وزن مولکولی کم و محلول در آب هستند. آنها اغلب قابلیت سیتوتوکسیک دارند و با تغییر در نفوذپذیری غشای سلول‌های مخاطی (اپیتلیال) موجود در دیواره روده، آنها را از بین می‌برند. انتروتوکسین‌ها عمدتاً بر منافذ سلولی عمل می‌کنند (بیشتر منافذ عبور دهند یون کلرید) که توسط باکتری‌ها ترشح و در نزدیکی منافذ در غشای سلولی در کنار یکدیگر جمع و مرگ سلول‌ها را ایجاد می‌کنند.

اهمیت بالینی

[ویرایش]

انتروتوکسین‌ها تأثیر مشخصی بر دستگاه گوارش دارند و باعث اسهال مسافران و مسمومیت غذایی می‌شوند. عملکرد این پروتئین منجر به افزایش نفوذپذیری یون کلرید در غشای سلول‌های مخاطی روده می‌گردد. این منافذ غشایی با افزایش cAMP یا با افزایش غلظت یون کلسیم در داخل سلولی فعال می‌شوند. تشکیل منافذ تأثیر مستقیمی بر اسمولاریته محتویات مجرای روده دارد. افزایش نفوذپذیری کلرید منجر به نشت مواد به داخل لومنِ سیتوپلاسم و به دنبال آن حرکت سدیم و آب می‌شود. این مسئله در هنگام ترشح انتروتوکسین سبب ایجاد اسهال ترشحی در عرض چند ساعت می‌شود. چندین ارگانیسم میکروبی مانند استافیلوکوکوس اورئوس و اشرشیا کلی حاوی انتروتوکسین لازم برای ایجاد چنین اثری هستند.[۳]

داروی لیناکلوتید که برای درمان برخی از اشکال یبوست استفاده می‌شود، بر اساس مکانیسم انتروتوکسین‌ها عمل می‌کند.[۳]

طبقه‌بندی و ساختارهای سه بعدی

[ویرایش]

باکتریایی

[ویرایش]

انتروتوکسین‌ها می‌توانند توسط پاتوژن‌های باکتریایی استافیلوکوکوس اورئوس و باسیلوس سرئوس تشکیل شوند و به ترتیب باعث مسمومیت غذایی با استافیلوکوک و بیماری اسهال باسیلوس سرئوس شوند. انتروتوکسین‌های استافیلوکوک و اگزوتوکسین‌های استرپتوکوک خانواده‌ای از سوپرآنتی‌ژن‌های تب‌زای بیولوژیکی و ساختاری را تشکیل می‌دهند.[۴] ۲۵ انتروتوکسین استافیلوکوکی (SEs) که عمدتاً توسط استافیلوکوکوس اورئوس تولید می‌شوند، تا به امروز شناسایی شده‌اند و بر اساس حروف الفبا از «SEA تا SEZ» نام‌گذاری می‌گردند.[۵] احتمال می‌رود که استافیلوکوک‌هایی غیر از استافیلوکوکوس اورئوس می‌توانند با تشکیل انتروتوکسین‌ها در مسمومیت غذایی استافیلوکوکی نقش داشته باشند.[۶] اگزوتوکسین‌های استرپتوکوکی توسط استرپتوکوک پیوژنز تولید می‌شوند.[۷][۸] این سموم توانایی اتصال به پروتئین‌های مجموعۀ سازگاری بافتی میزبان خود را دارند. یکی از مشتقات متمایز تر در این خانوادۀ باکتریایی، سم ایجاد کننده شوک سپتیکِ استافیلوکوکوس اورئوس است که تنها اندکی دارای تشابه توالی آمینواسیدی با این گروه است.

همه این سموم دارای یک مارپیچ دوگانه مشابه (پایانه‌های N و C) با یک مارپیچ آلفای طولانی در وسط مولکول هستند که یک بشکه بتا مشخص به نام «مارپیچ الیگوساکارید/اولیگونوکلئوتید» در نزدیکی پایانه-N و یک موتیف بتا در نزدیکی پایانه-C متصل است. آنتروتوکسین B استافیلوکوکی نمونه‌ای از این نوع مارپیچ‌ها به شمار می‌رود. هر سوپرآنتی‌ژن نوع اتصال متفاوتی در زمانی که با گیرنده‌های مولکولی MHC کلاس II یا گیرنده سلول T دچار برهمکنش شود، به خود می‌گیرد.[۹]

پایانه گیرنده بتا دارای برخی شباهت‌های ساختاری با موتیف گیرنده بتا موجود در بخش‌های اتصالی به ایمونوگلوبولین، یوبیکوئیتین، 2Fe-2 S، فرودوکسین و فاکتور شروع ترجمه ۳ بوده که توسط پایگاه داده SCOP شناسایی شده‌است.

ویروسی

[ویرایش]

ویروس‌های خانواده‌های رئوویریده، کالیسی و آستروویریده مسئول درصد زیادی از بیماری‌های گوارشی در سراسر جهان هستند. روتاویروس‌ها حاوی انتروتوکسین بوده که در پاتوژنز ویروسی نقش مهمی دارد. NSP4 پروتئینی است که در مرحلهٔ درون سلولی چرخه زندگی ویریون ساخته و تولید آن یکی از فعالیت اولیه در زمان بلوغ ویریون درون سلولی شناخته می‌شود.[۱۳] هنگامی که NSP4 از روتاویروس‌های گروه A جدا (۴ الل آزمایش شده)، تغلیظ و به مدل موش تزریق شد، بیماری اسهالی که توسط عفونت روتاویروس ایجاد می‌شود را شبیه‌سازی کرد.[۱۴] یک احتمالی پاتوژنیک این است که NSP4 یک مسیر انتقال سیگنال را فعال می‌کند که در نهایت منجر به افزایش غلظت سلولی کلسیم و متعاقب آن ترشح کلرید از سلول می‌شود.[۱۵] ترشح یون‌ها از پرزهای پوشاننده روده فشار اسمزی طبیعی را تغییر می‌دهد و از جذب آب جلوگیری می‌کند و در نهایت باعث اسهال می‌گردد.

جستارهای وابسته

[ویرایش]

منابع

[ویرایش]
  1. ↑ "enterotoxin" at Dorland's Medical Dictionary
  2. ↑ Carlton Gyles, Magdalene So, Stanley Falkow, Journal of Infectious Diseases (1974) 130 (1): 40-49.
  3. ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ Hornby, PJ (2015). "Drug discovery approaches to irritable bowel syndrome". Expert Opinion on Drug Discovery. 10 (8): 809–24. doi:10.1517/17460441.2015.1049528. PMID 26193876.
  4. ↑ Dinges, M. M.; Orwin, P. M.; Schlievert, P. M. (2000). "Exotoxins of Staphylococcus aureus". Clinical Microbiology Reviews. 13 (1): 16–34, table of contents. doi:10.1128/CMR.13.1.16. ISSN 0893-8512. PMC 88931. PMID 10627489.
  5. ↑ Etter, Danai; Schelin, Jenny; Schuppler, Markus; Johler, Sophia (2020-09-10). "Staphylococcal Enterotoxin C—An Update on SEC Variants, Their Structure and Properties, and Their Role in Foodborne Intoxications". Toxins. 12 (9): 584. doi:10.3390/toxins12090584. PMC 7551944. PMID 32927913.
  6. ↑ Fetsch, Alexandra; Johler, Sophia (2018-04-27). "Staphylococcus aureus as a Foodborne Pathogen". Current Clinical Microbiology Reports (به انگلیسی). 5 (2): 88–96. doi:10.1007/s40588-018-0094-x. ISSN 2196-5471.
  7. ↑ Iandolo JJ (1989). "Genetic analysis of extracellular toxins of Staphylococcus aureus". Annu. Rev. Microbiol. 43: 375–402. doi:10.1146/annurev.mi.43.100189.002111. PMID 2679358.
  8. ↑ Marrack P, Kappler J (May 1990). "The staphylococcal enterotoxins and their relatives". Science. 248 (4956): 705–11. Bibcode:1990Sci...248..705M. doi:10.1126/science.2185544. PMID 2185544.
  9. ↑ Papageorgiou AC, Tranter HS, Acharya KR (March 1998). "Crystal structure of microbial superantigen staphylococcal enterotoxin B at 1.5 A resolution: implications for superantigen recognition by MHC class II molecules and T-cell receptors". J. Mol. Biol. 277 (1): 61–79. doi:10.1006/jmbi.1997.1577. PMID 9514739.
  10. ↑ Katahira J, Sugiyama H, Inoue N, Horiguchi Y, Matsuda M, Sugimoto N (October 1997). "Clostridium perfringens enterotoxin utilizes two structurally related membrane proteins as functional receptors in vivo". The Journal of Biological Chemistry. 272 (42): 26652–8. doi:10.1074/jbc.272.42.26652. PMID 9334247.
  11. ↑ ۱۱٫۰ ۱۱٫۱ Enterotoxins در سرعنوان‌های موضوعی پزشکی (MeSH) در کتابخانهٔ ملی پزشکی ایالات متحدهٔ آمریکا
  12. ↑ CBRNE - Staphylococcal Enterotoxin B در ئی‌مدیسین
  13. ↑ Crawford, Sue E.; Ramani, Sasirekha; Tate, Jacqueline E.; Parashar, Umesh D.; Svensson, Lennart; Hagbom, Marie; Franco, Manuel A.; Greenberg, Harry B.; O'Ryan, Miguel (9 November 2017). "Rotavirus infection". Nature Reviews Disease Primers. 3 (1): 17083. doi:10.1038/nrdp.2017.83. PMC 5858916. PMID 29119972.
  14. ↑ Horie, Y.; Nakagomi, O.; Koshimura, Y.; Nakagomi, T.; Suzuki, Y.; Oka, T.; Sasaki, S.; Matsuda, Y.; Watanabe, S. (September 1999). "Diarrhea Induction by Rotavirus NSP4 in the Homologous Mouse Model System". Virology. 262 (2): 398–407. doi:10.1006/viro.1999.9912. PMID 10502518.
  15. ↑ Zhang, Mingdong; Zeng, Carl Q. -Y.; Morris, Andrew P.; Estes, Mary K. (15 December 2000). "A Functional NSP4 Enterotoxin Peptide Secreted from Rotavirus-Infected Cells". Journal of Virology. 74 (24): 11663–11670. doi:10.1128/JVI.74.24.11663-11670.2000. PMC 112448. PMID 11090165.

پیوند به بیرون

[ویرایش]

This article incorporates text from the مالکیت عمومی Pfam and InterPro IPR006123