克洛斯特里透二元毒素BECb (CPILEb) - 孔的血清可以产生细胞毒性和肠毒性

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 结构生物学 结构生物学
• 毒理学 毒理学 毒理学

背景情况:

• 杆菌 (Clostridium perfringens BEC,简称CPILE) 是一种二元毒素,涉及到食物传播疾病.
• BEC包括一种酶性A组件 (BECa) 和一种形成孔隙的B组件 (BECb).
• 单独的B组件 (BECb) 具有肠毒活性,这是二元毒素中不寻常的特征.

研究的目的:

• 调查BECb独特的肠毒性活动的结构和功能基础.
• 阐明特定残留物在BECb孔最狭窄区域中的作用.
• 了解BECb作为孔隙形成和转移剂的功能.

主要方法:

• BECb的位点定向突变发生,用氨 (BECb S405F) 替换一个关键的氨酸残留物.
• 对野生型BECb和突变型BECb S405F进行细胞毒性和肠毒性的比较分析.
• 低温电子显微镜 (cryo-EM) 用于确定代用毒素的结构,iota毒素B组件 (Ib) 具有血清替代 (Ib F454S).
• 电生理学测量以评估Ib F454S.的孔状性质.

主要成果:

• 在BECb最狭窄的孔区域的血清残留物对其细胞毒性和肠毒性活性都至关重要.
• 在BECb (BECb S405F) 中用氨酸替换氨酸取消了这些活动.
• 与野生型Ib相比,Ib F454S的冷-EM结构显示出更大,更有水友性的孔隙.
• Ib F454S的电流导电量增加了九倍,这表明孔隙功能得到了增强.

结论:

• BECb 作为一个形成毛孔的毒素,促进 BECa 转移到细胞中.
• 在BECb的孔隙中的特定血清残留物对于其在细胞毒性和肠毒性中的双重作用至关重要.
• 来自Ib F454S替代品的结构洞察力支持BECb作为毒素和转位通道的机制.