溶细胞素

溶解细胞素是指微生物、植物或动物分泌的对单个细胞具有特殊毒性的物质，在许多情况下会导致细胞溶解。 对某些细胞具有特定作用的细胞素被相应地命名。 例如，负责破坏红细胞从而释放血红蛋白的溶细胞素被称为溶血素，等等。 溶解细胞素可能与免疫力和毒液有关。

某些细菌（例如单核细胞增生李斯特菌）也使用溶血素来破坏巨噬细胞的吞噬体膜并逃逸到细胞的细胞质中。

术语溶细胞素或溶细胞毒素首先由 Alan Bernheimer 引入，用于描述对细胞具有溶细胞作用的膜损伤毒素 (MDT)。 发现的xxx种溶细胞毒素对某些敏感物种如人的红细胞有溶血作用。 出于这个原因，溶血素首先用于描述任何 MDT。 在 1960 年代，某些 MDT 被证明对红细胞以外的细胞具有破坏性，例如白细胞。 Bernheimer 随后引入术语溶细胞素来取代溶血素。 溶解细胞素可以破坏细胞膜而不会对细胞产生裂解。 因此，膜损伤毒素 (MDT) 描述了溶细胞素的基本作用。 溶解细胞素占所有细菌蛋白毒素的 1/3 以上。 细菌蛋白毒素对人体具有剧毒。 例如， 杆菌对人类的毒性比蛇毒高 3x105，而其毒性剂量仅为 0.8x10−8 毫克。 多种革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌使用溶细胞素作为制造疾病的主要武器，例如粪肠球菌、葡萄球菌和产气荚膜梭菌。

已经对溶细胞素进行了广泛的研究。 自 1970 年代以来，已发现 40 多种新的溶细胞素，并将其分为不同的家族。 在遗传水平上，已研究并发表了约70种溶解细胞素蛋白的遗传结构。 还研究了膜损伤的详细过程。 罗斯约翰等人。 展示穿孔溶素 O 的晶体结构，这是一种硫醇激活的溶细胞素，可在真核细胞上形成膜孔。 构建了揭示膜插入机制的膜通道形成的详细模型。 沙图尔斯基等人。 研究了 Perfringolysin O (PFO) 的膜插入机制，PFO 是一种由致病性产气荚膜梭菌产生的胆固醇依赖性成孔溶细胞素。 PFO 单体包含两个两亲性 β 发夹，而不是每个多肽使用单个两亲性 β 发夹，每个跨越整个膜。 拉里等人。 专注于 RTX 毒素的膜穿透模型，RTX 毒素是许多革兰氏阴性菌分泌的 MDT 家族。 揭示了蛋白质从 RTX 到靶脂质膜的插入和转运过程。

膜损伤溶细胞素根据其损伤机制可分为三类：

• 溶细胞素通过溶解磷脂攻击真核细胞的双层膜。 代表性的溶细胞素包括产气荚膜梭菌 α-毒素（磷脂酶 C）、金黄色葡萄球菌 β-毒素（鞘磷脂酶 C）和少女弧菌（磷脂酶 D）。 法兰等人。 1941年认识到产气荚膜梭菌α-毒素的分子机制，开创了对任何细菌蛋白毒素的研究。
• 溶细胞素攻击膜的疏水区域并像洗涤剂一样起作用。 这种类型的例子包括来自金黄色葡萄球菌、溶血性葡萄球菌和路邓葡萄球菌的 26-氨基酸 δ-毒素、枯草芽孢杆菌毒素和来自铜绿假单胞菌的溶细胞素。
• 溶解在靶细胞膜上形成孔隙的细胞素。 这些类型的溶细胞素也称为成孔毒素 (PFT)，占所有溶细胞素的xxx部分。 这种类型的例子包括来自产气荚膜梭状芽胞杆菌的产气荚膜溶血素 O、来自大肠杆菌的溶血素和来自单核细胞增生李斯特氏菌的利斯特菌溶素。 此类溶细胞素的靶标范围从一般细胞膜到更具体的微生物，例如胆固醇和吞噬细胞膜。

成孔溶细胞素 (PFC) 占所有膜破坏性溶细胞素的近 65%。 xxx个成孔溶细胞素是由 Manfred Mayer 于 1972 年在红细胞的 C5-C9 插入中发现的。 PFC 可以由多种来源产生，例如细菌、真菌甚至植物。 PFC 的致病过程通常涉及在靶细胞膜上形成通道或孔。 请注意，孔隙可以有多种结构。 孔蛋白样结构允许特定大小的分子通过。 电场在孔中分布不均匀，使选择分子能够通过。 这种类型的结构显示在葡萄球菌 α-溶血素中。 孔也可以通过膜融合形成。