Características da hemoolisina, tipos, mecanismos de ação

O Hemoolisina É uma pequena proteína que causa poros na membrana celular dos eritrócitos e algumas outras células do sangue dos mamíferos. É geralmente sintetizado e excretado por bactérias patogênicas.

Esta proteína é uma das toxinas microbianas mais comuns e a que melhor foi estudada. Às vezes, pode causar anemia hemolítica, uma vez que a quantidade de canais através dos quais o interior da célula sai pode até causar lise celular.

Estrutura molecular de uma hemoolisina (fonte: Jawahar Swaminathan e MSD funcionários no European Bioinformatics Institute [domínio público] via Wikimedia Commons)

Geralmente, a hemoolisina é uma toxina típica das espécies de Streptococcus do trato intestinal. Sua função permite que as bactérias quebrem a barreira epitelial do trato intestinal e, assim, se mova através da corrente sanguínea para colonizar outros tecidos.

A maneira mais comum pela qual a hemoolisina é encontrada na natureza está em sua forma de α-hemolisina. Esta proteína é um dos fatores de virulência mais importantes da maioria das cepas de Escherichia coli e alguns fechos.

A maioria das infecções do trato urinário é causado por cepas de Escherichia coli que produzem α-hemolisina com características hemolíticas.

A produção de hemoolisina e bacteriocina tem sido relacionada a cepas bacterianas com um mecanismo de competência contra outras espécies e a produção de ambas as toxinas parece depender dos mesmos determinantes genéticos no genoma das bactérias.

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Caracteristicas

A hemoolisina é constituída por sete subunidades e o gene que codifica sete promotores. Essas sete subunidades são inseridas na membrana plasmática das células brancas e, quando juntos, formam um canal iônico onde os metabólitos da fuga interior da célula.

A hemoolisina é extracelular de citotoxina dependente de cálcio (Ca+2) que atua na membrana plasmática das células de torrent de sangue. Os poros que criam na membrana também são hidrofílicos e causam a entrada de água no interior da célula, o que pode causar lise.

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Hemoolisinas são produtos de proteína típicos de bactérias do tipo gram-negativo e todas compartilham duas características:

1- A presença de um peptídeo muito pequeno (não-apépto) formado por glicina repetida e ácido aspártico. A hemoolisina nonpapéptides está localizada perto da parte C-terminal da estrutura da proteína primária.

2- Todas as hemoolisinas são secretadas pela bactéria para o meio extracelular através de um transportador do tipo ABC (do cassete de ligação ao ATP inglês).

Hemoolisinas são geralmente detectadas em cepas bacterianas através do crescimento no meio do ágar de sangue. No teste, é observado um halo hemolítico, produto da ruptura dos glóbulos vermelhos perto das colônias de bactérias.

Pessoal

Existem vários tipos diferentes de hemoolisinas, estes são classificados com uma carta grega no início de seu nome. As hemoolisinas mais estudadas e comuns são α, β e γ, todas produzidas por tensão Staphylococcus aureus.

Os tipos de hemoolisina são classificados de acordo com a gama de células que atacam e de acordo com sua estrutura de proteína primária.

α-hemolisina

Esta proteína é típica das cepas de Staphylococcus aureus e Escherichia coli; Ataca neutrófilos, glóbulos vermelhos, linfócitos, macrófagos, fibroblastos adultos e embrionários. Interaja com as cabeças polares dos lipídios da membrana plasmática dessas células até internalizar uma cauda hidrofóbica de cerca de 5 ӑ dentro da membrana.

β-hemolisina

Produzida por Staphylococcus aureus Para uma proporção menor que a α-hemolisina, a β-hemolisina ataca principalmente os eritrócitos e é interna na membrana exclusivamente através de domínios ricos na esfingomina da membrana celular.

γ-hemolisina

Também foi observado em Staphylococcus aureus. Foi classificado como uma proteína hemolítica e leucotoxina ao mesmo tempo, pois afeta células polimorfonucleares de humanos, monócitos, macrófagos e raramente, mesmo para as células do sangue vermelho.

Esse tipo de γ-hemolisina é um dos menos caracterizados; portanto, grande parte de seu mecanismo de ação foi desconhecida e isso não foi investigado Na Vivo.

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Mecanismos de ação

O mecanismo de ação que foi esclarecido relativamente claro é o da α-hemolisina. No entanto, como todos são proteínas hemolíticas, pensa -se que a maioria dos processos é comum para todas as hemolisinas.

Os cientistas sugerem que, para as bactérias, eles segregam hemoolisina ao ambiente, eles precisam estar em um microambiente de nutrientes, portanto, esse seria um mecanismo que desencadeia a célula para destruir células brancas e obter seus nutrientes.

O mecanismo foi descrito em três etapas: a união para a membrana celular, inserção e oligomerização.

União da Membrana

Verificou -se que hemoolisinas podem se unir às integrinas dos neutrófilos e em eritrócitos, observa -se que essas proteínas se ligam a componentes glicosilados, como glicoproteínas, ganglídias e gliforinas de membrana celular.

Alguns autores sugerem que a presença de receptores na membrana não é essencial para que a união de hemolisinas ocorra. De qualquer forma, o mecanismo de reconstruir a proteína celular ainda não é conhecido.

Poros transmembranais formados pela proteína Staphylococcus hemoolisina (Fonte: Autores de deposição: Song, L., Hobaugh, m., Shustak, c., Cheley, s., Bayley, h., GOUAUX, J.E.; Autor de visualização: Usuário: Astrojan [CC por 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/3.0)] via Wikimedia Commons)

A interação com a membrana ocorre em duas etapas:

- União inicial (reversível): Quando a hemoolisina se liga aos domínios da junção de cálcio da membrana. Esta etapa ocorre na superfície e é muito suscetível a descargas eletrostáticas.

- União irreversível: reserve os domínios de aminoácidos com os componentes lipídicos da camada externa da membrana plasmática das células brancas, a fim de formar sindicatos físicos entre os compostos hidrofóbicos da membrana.

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Inserção de toxina na membrana

A α-hemolisina passa a resíduos 177 e 411 na primeira monocamada lipídica. No meio extracelular, a hemoolisina está associada a íons cálcio, que induzem um arranjo estrutural nisso e contribuem para sua ativação.

Esta inserção consolida a união irreversível para a membrana celular. Uma vez que o arranjo ocorre, a hemoolisina se torna uma proteína integral, pois, experimentalmente, foi demonstrado que a única maneira de extraí-la da membrana é através do uso de detergentes como o Triton X-100.

Oligomerização

Quando toda a hemoolisina é inserida na membrana plasmática da célula branca.

Observou -se que o processo de oligomerização é favorecido por microdomínios ou balsas lipídios da membrana celular. Essas regiões podem não favorecer a união da proteína, mas favorecem a oligomerização dela uma vez inseridas.

Quanto mais hemoolisinas se ligam à membrana, maior a quantidade de poros será formada. Além disso, hemoolisinas podem oligomerizar entre si (adjacentes) e formar canais muito maiores.

Referências

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