Исследования в области особоопасных инфекций

Секретирование клеткой дифтерийного токсина

Gill и Pappenheimer (1971) и др. показали, что дифтерийный токсин клетка С. diphtheriae секретирует в виде полипептидной цепи с относительной молекулярной массой 62 000. Этот полипептид биохимически инертен и не способен катализировать реакцию связывания аминоацилтрансферазы 2, но при введении в ткани животного или в культуру ткани становится высокотоксичным. Почему?

С помощью протеолитичеоких ферментов (трипсин) токсин частично расщепляется на более мелкие пептиды: фрагменты А (24 000) и В (38 000). Они связаны друг с другом слабой связью — дисульфидными мостиками. Небольшое количество фрагментов А и В совместно с интактным токсином может присутствовать даже в высокоочищенных препаратах токсина. Фрагменты А и В можно отделить друг от друга и от интактного токсина фильтрацией через сефадекс в геле. Иногда токсин распадается на фрагменты другой величины. Интактная молекула токсина может быть активирована перевариванием трипсином в присутствии тиолредуцирующих агентов (Gill и Pappenheimer, 1971).

Фрагменты токсина обладают неодинаковым действием на процесс синтеза белка в эукариотических клетках. Специфической активностью в клеточных экстрактах обладают только легкие фрагменты А и др.

При этом показано, что в пробирке ферментативная активность фрагмента А была в 2,4 раза выше, чем у интактного токсина. Ни один из фрагментов токсина с относительной молекулярной массой меньше 24 000 не обладал способностью специфически катализировать реакцию инактивации аминоацилтрансферазы 2. Любые протеолитические ферменты (кроме трипсина) приводили к потере у фрагмента А ферментативной активности. Авторы считают, что фрагмент А определяет ферментативную активность дифтерийного токсина. Последняя в значительной степени зависит от присутствия в среде тиолредуцирующих агентов (Collier, Cole, 1969; цит. по М. Д. Крыловой, 1972). Слабоактивный в пробирке токсин обретает высокую токсичность при проникновении в ткани животного. В тканях животных расщепление токсина на фрагменты производится также протеазами. Так как токсин не разрушается в токе крови, такая активизация должна произойти после связывания с клеткой.

В организме животных и в культуре тканей ни один из фрагментов токсина в отдельности не токсичен: активностью обладает только смесь фрагментов А и В. Действие токсина на клетки Gill и Pappenheimer (1971) представляют как двухступенчатый механизм. Интактный токсин фиксирует гидрофобная ферментативно неактивная часть молекулы — фрагмент В, где происходит расщепление молекулы токсина. Освобожденный легкий фермент токсина — фрагмент А проводится в клетку с помощью клеточной пептидазы. В свете этой гипотезы ясны наблюдения Pappenheimer и Brown (1968; цит. по М. Д. Крыловой, 1972), когда после интоксикации меченым токсином в клетках HeLa обнаруживали только небольшую часть токсина, а основная его часть оставалась на поверхности клеток.

Функция токсина в клетках С. diphtheriae неизвестна. Нет доказательств и того, что он токсичен для бактериальной клетки. Не найдено бактериальных белков, которые бы отрывали аденозинфосфорибозу от никотинамиддинуклеотида в присутствии токсина.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56