2.2.2 Další příbuzné El Tor hemolyziny druhů Vibrio
Několik studií uvádí, že další druhy Vibrio, jako jsou V. mimicus, V. vulnificus a V. fluvialisalso produkují hemolysin, který má některé společné strukturní rysy s HlyA .
V. mimicus,druh blízce příbuzný V. cholerae, je původcem lidské gastroenteritidy . Patogenní kmeny V. mimicusevykazují různé klinické příznaky od vodnatých až po dyzenterické průjmy . Tento patogen produkuje mnoho druhů faktorů virulence, jako je CT-like enterotoxin a tepelně stabilní enterotoxin , přičemž u některých klinických kmenů je příčinným faktorem Vm-TDH . Většina klinických kmenů však nemá schopnost produkovat žádný z těchto toxinů. Za nejčastější virulentní enteropatogenní faktor se považuje tepelně labilní hemolyzin/cytolyzin (V. mimicushemolysin; VMH) . Ve skutečnosti VMH vyvolává FA v ligované králičí ileální kličce v závislosti na dávce a protilátka proti VMH zřejmě snižuje enterotoxicitu V. mimicusin v živých buňkách . Tato zjištění naznačují, že VMH má silný vztah k patogenezi tohoto patogenu. Enterotoxická aktivita VMH může být způsobena střevní sekrecí Cl- způsobenou aktivací jak Ca2+-dependentního, tak cyklického AMP-dependentního systému sekrece Cl- . Podobně jako u HlyA bylo naznačeno, že VMH je také pórotvorným toxinem. Tento toxin může narušovat různé savčí erytrocyty včetně hovězího, králičího, ovčího, lidského a myšího koloidně osmotickým způsobem a nejvyšší citlivost vykazuje pro koňské erytrocyty .
VMH kódovaný genem vmhA má předpokládanou velikost 83 kDa s 82% podobností s V. choleraeHlyA. VMH je také vylučován jako 80 kDa prekurzor známý jako pro-VMH , který je poté přeměněn na 66 kDa zralý toxin odstraněním N-koncového propeptidu trypsinu podobnou proteázou V. mimicusmezi aminokyselinovými zbytky Arg151 a Ser152 . Předpokládá se, že VMH může být zpracován dvoustupňovou reakcí stejně jako HlyA a pro-toxin může být aktivován různými proteázami, jako je trypsin, chymotrypsin a metaloproteáza . Podobně jako 50 kDa varianta HlyA může být zralý VMH přeměněn na 51 kDa VMH (označený VMH51) odstraněním 15 kDa z C-konce metaloproteázou V. mimicus. VMH51 téměř nevykazoval lytickou aktivitu vůči koňským erytrocytům, protože ztratil vazebnou afinitu k membráně erytrocytů . VMH51 se však může spojovat s membránou ovčích erytrocytů, i když afinita je ve srovnání s intaktním VMH snížená, což naznačuje, že zkrácený toxin interaguje s jinými složkami v membráně ovčích erytrocytů. Z toho lze usuzovat, že 15 kDa C-koncová doména VMH je funkčně podobná β-prismové lektinové doméně HlyA.
V. fluvialisis je jedním z potravinových patogenů, který může způsobovat klinické příznaky podobné V. cholerae. V. fluvialissecrets El Tor-like hemolysin, navržený jako V. fluvialishemolysin (VFH), který může vyvolat lýzu erytrocytů z různých zvířat. Kromě hemolytické aktivity může VFH vyvolat také cytotoxicitu vůči ovariálním buňkám čínského křečka (CHO) a indukci hromadění tekutiny u sajících myší . Purifikovaný VFH má molekulovou hmotnost 63 kDa, jehož N-koncová aminokyselinová sekvence sdílí homologii s HlyA z V. cholerae a VMH z V. mimicus. Předpokládá se, že VFH může hrát důležitou roli v patogenitě V. fluvialis.
V. vulnificusbyl poprvé izolován z bércového vředu a byl chybně uváděn jako V. parahaemolyticus. Později bylo zjištěno, že některé znaky se liší od V. parahaemolyticusjako například pozitivní fermentace laktózy, takže následně byl označen jako V. vulnificus. V. vulnificusmůže způsobit dva typy onemocnění, primární septikémii a infekci rány . První z nich je pozoruhodná svou vysokou úmrtností (přes 50 %). Primární septikemii způsobuje konzumace syrových mořských plodů, zejména korýšů, jako jsou ústřice, kontaminovaných V. vulnificus, a uvádí se, že 95 % všech úmrtí souvisejících s mořskými plody způsobuje V. vulnificusve Spojených státech . Vzhledem k tomu, že většina pacientů se septikémií má základní onemocnění, jako je jaterní cirhóza, hepatitida nebo diabetes, považuje se septikémie způsobená V. vulnificusis za oportunní infekci . Rány charakterizované klinickými příznaky jsou edém, erytém nebo nekróza a vznikly po expozici kontaminované mořské vodě nebo mořským produktům. Gastrointestinální příznaky jako průjem jsou však v důsledku infekce V. vulnificus velmi vzácné . V. vulnificusprodukuje různé extracelulární faktory virulence, jako je hemolyzin nebo proteáza . Hemolysin vylučovaný V. vulnificusoznačovaný jako V. vulnificushemolysin (VVH) je také toxin, který může vytvářet póry na cílových membránách různých savčích buněk. Purifikovaný VVH vykazuje lytickou aktivitu vůči erytrocytům různých savců a kultivovaným buňkám, jako jsou CHO, žírné a plicní endotelové buňky . Kromě toho se uvádí, že sublytické dávky hemolyzinu mohou spustit apoptotickou signální dráhu v lidské cévní endoteliální buněčné linii, buňkách ECV304 , a oligomerizace VVH je nezbytná pro apoptotickou aktivitu v buňkách CHO .
Prekurzor VVH (VvhA) má molekulovou hmotnost 51 kDa kódovaný strukturním genem vvhA, který tvoří operon s vvhBgenem. Gen vvhB je přítomen před genem vvhA a kóduje 18 kDa protein VvhB. Prekurzor vvhA se skládá ze signálního peptidu (20 aminokyselinových zbytků) a cytolyzinové domény (Gln1až Arg318) včetně předpokládaného pre-stem a β-prism lectin-like domény (His319 až Leu451) (obrázek 1); pro-oblast a β-prism lectin domain ve srovnání s prekurzorem HlyA chybí . Ačkoli funkce VvhB není známa, mohla by při absenci pro-oblasti působit jako chaperon podobně jako HlyA. Tuto spekulaci podporuje skutečnost, že i když je VvhA exprimován v nepřítomnosti vvhBin vitro, nelze zjistit hemolytickou aktivitu . Ačkoli VVH postrádá β-prismovou lektinovou doménu, β-prismová lektinová doména vykazuje na rozdíl od HlyA vazebnou schopnost pro glycerol, N-acetyl-D-galaktosamin a N-acetyl-D-laktosamin . Ve skutečnosti VVH vykazuje sníženou schopnost vázat buňky CHO při preinkubaci s methyl-beta-cyklodextrinem, oligosacharidem, a tím i inhibici svého cytotoxického účinku . Podobně jako u HlyA se předpokládá, že monomer VVH se váže na buněčnou membránu a vytváří oligomery, a krystalová struktura β-střevní lektinové domény VVH odhaluje heptamerické uspořádání kruhu . Důrazně se předpokládá, že cholesterol je receptorem pro VVH a usnadňuje přeměnu monomeru na oligomer . Kromě toho se uvádí, že Thr438 v β-trefoil lektinové doméně je zodpovědný za vazbu na cholesterol . Na druhé straně Phe334 v cytolyzinové doméně, která se nachází v blízkosti spoje dvou domén, je nezbytný pro oligomerizaci monomeru toxinu . Navíc se ukázalo, že mutace Leu451 způsobuje inhibici hemolytické aktivity, aniž by se snížila schopnost vazby na membránu; to naznačuje, že Leu451 je nezbytný pro tvorbu oligomeru . Nedávno provedená studie ukázala, že vlastnosti jako polarita a indolový kruh aminokyseliny Trp246 jsou nezbytné pro vazbu toxinu na cílovou membránu . Předpokládá se, že hemolytický proces VVH je téměř podobný HlyA, i když existují určité rozdíly ve funkci a struktuře VVH.
Bylo zjištěno, že tepelně labilní hemolyzin purifikovaný z V. tubiashii, patogenu juvenilních mlžů, je podobný VVH . Stejně jako VVH vykazuje tento toxin kompetitivní inhibici cholesterolem a může lyzovat erytrocyty. Kromě toho tento toxin vykazuje cytotoxicitu vůči jaterním buňkám CHO, Caco-2 a atlantského menhadena v tkáňové kultuře.
Bylo zjištěno, že V. damselah způsobuje infekci ran při manipulaci s rybami, vystavení mořské vodě a mořským živočichům a požití syrových mořských plodů . Má se za to, že u této bakterie neexistuje žádný jiný hemolyzin, kromě hemolyzinu s aktivitou fosfolipázy D známého jako damselyzin . Nedávno bylo zjištěno, že tato bakterie má hemolysin podobný HlyA, který je zakódován v novém virulentním plazmidu pPHDD1. Vlastnosti tohoto nového HlyA-podobného hemolyzinu z V. damselaare nejsou dosud identifikovány, ale předpovězené sekvence aminokyselin vykazují 69% podobnost s HlyA z V. cholerae, přičemž chybí β-prism lectin-like doména (obrázek 1) .
.