2.2.2.2 Andre beslægtede El Tor hemolysin fra Vibriospecies
Flere undersøgelser har rapporteret, at andre Vibriospecies såsom V. mimicus, V. vulnificus og V. fluvialis også producerer hæmolysin, der har nogle fælles strukturelle træk med HlyA .
V. mimicus,en art, der er nært beslægtet med V. cholerae, er en årsag til gastroenteritis hos mennesker . Patogene stammer af V. mimicuse udviser forskellige kliniske symptomer fra vandig til dysenterilignende diarré . Dette patogen producerer mange former for virulensfaktorer såsom CT-lignende enterotoksin og varmestabilt enterotoksin , med Vm-TDH som en forårsagende faktor i nogle kliniske stammer. De fleste kliniske stammer har dog ikke evnen til at producere nogen af disse toksiner. Det varmelabile hæmolysin/cytolysin (V. mimicushemolysin; VMH) menes at være den mest almindelige virulente enteropatogene faktor . Faktisk inducerer VMH FA i en ligeret ileal løkke fra kaniner på dosisafhængig vis, og antistof mod VMH reducerer tilsyneladende enterotoksicitet fra V. mimicus i levende celler . Disse resultater tyder på, at VMH er stærkt relateret til patogenese af dette patogen. Den enterotoksiske aktivitet af VMH kan skyldes intestinal Cl- sekretion forårsaget af aktivering af både Ca2+ -afhængige og cyklisk AMP-afhængige Cl- sekretionssystemer . I lighed med HlyA er det blevet antydet, at VMH også er et poredannende toksin. Dette toksin kan forstyrre forskellige pattedyrs erytrocytter, herunder kvæg, kanin, får, mennesker og mus, på kolloid osmotisk måde, og det viser den højeste følsomhed for hestens erytrocytter .
VMH kodet af vmhAgene forudsiges at være på 83 kDa med 82% lighed med V. choleraeHlyA. VMH udskilles også som 80 kDa-prækursor, kendt som pro-VMH , som derefter omdannes til 66 kDa modent toksin ved fjernelse af N-terminalt propeptid ved hjælp af trypsinlignende protease fra V. mimicus mellem aminosyreresterne Arg151 og Ser152 . Det er blevet antaget, at VMH kan blive behandlet i en totrinsreaktion, ligesom HlyA og pro-toksin kan aktiveres af forskellige proteaser såsom trypsin, chymotrypsin og metalloprotease . I lighed med 50 kDa-varianten af HlyA kan moden VMH omdannes til 51 kDa VMH (betegnet VMH51) ved fjernelse af 15 kDa fra den C-terminale ende ved hjælp af metalloprotease fra V. mimicus. VMH51 viste næsten ingen lytisk aktivitet over for hesteerytrocytter, fordi den mistede sin bindingsaffinitet over for erytrocytmembranen . VMH51 kan imidlertid forbinde sig med fåre erytrocytmembraner, selv om affiniteten er reduceret i forhold til intakt VMH, hvilket tyder på, at det trunkerede toksin interagerer med andre komponenter i fåre erytrocytmembranen. Det kan konkluderes, at det 15 kDa C-terminale domæne af VMH funktionelt ligner β-prisme lektindomænet af HlyA.
V. fluvialisis er en af de fødevarebårne patogener, som kan forårsage kliniske symptomer svarende til V. cholerae. V. fluvialis udskiller El Tor-lignende hæmolysin, der er udformet som V. fluvialishemolysin (VFH), og som kan fremkalde lysis af erythrocytter fra forskellige dyr. Ud over hæmolytisk aktivitet kan VFH også udløse cytotoksicitet over for Chinese hamster ovary (CHO)-celler og induktion af væskeophobning i ammende mus . Den oprensede VFH har en molekylvægt på 63 kDa, hvis N-terminale aminosyresekvens har homologi med HlyA fra V. cholerae og VMH fra V. mimicus. Der er mistanke om, at VFH kan spille en vigtig rolle i V. vulnificusispathogenicitet.
V. vulnificus blev først isoleret fra et bensår, og den blev fejlagtigt rapporteret som V. parahaemolyticus. Senere blev det konstateret, at nogle karakterer var forskellige fra V. parahaemolyticuss, f.eks. positiv laktosefermentering, så efterfølgende blev den betegnet som V. vulnificus. V. vulnificuskan forårsage to typer sygdom, nemlig primær septikæmi og sårinfektion . Førstnævnte er bemærkelsesværdig på grund af sin høje dødelighed (over 50 %). Den primære blodforgiftning skyldes indtagelse af rå fisk og skaldyr, især skaldyr som f.eks. østers, der er forurenet med V. vulnificus, og det rapporteres, at 95 % af alle dødsfald i forbindelse med fisk og skaldyr skyldes V. vulnificus i USA . Da de fleste patienter med septikæmi har en underliggende sygdom som f.eks. levercirrose, hepatitis eller diabetes, betragtes septikæmi forårsaget af V. vulnificus som en opportunistisk infektion . Sårinfektioner er kendetegnet ved kliniske symptomer som ødem, erytem eller nekrose og er opstået efter eksponering for forurenet havvand eller havprodukter. Gastrointestinale symptomer som diarré er imidlertid meget sjældne som følge af V. vulnificus-infektion . V. vulnificusproducerer forskellige ekstracellulære virulensfaktorer såsom hæmolysin eller protease . Hæmolysin, der udskilles af V. vulnificus og kaldes V. vulnificushemolysin (VVH), er også et toksin, der kan danne porer på målmembranerne i forskellige pattedyrceller. Renset VVH udviser lytisk aktivitet mod erythrocytter fra forskellige pattedyr og dyrkede celler såsom CHO-, mast- og lungeendothelceller . Desuden er det rapporteret, at de sublytiske doser af hæmolysin kan udløse apoptotisk signalvej i human vaskulær endotelcellelinje, ECV304-celler , og oligomerisering af VVH er afgørende for den apoptotiske aktivitet i CHO-celler .
VVVH (VvhA) precursor har en molekylvægt på 51 kDa, der er kodet af strukturgenet vvhA, som udgør et operon med vvhB-genet. vvhB-genet er til stede opstrøms for vvhA og koder for 18 kDa protein VvhB. VvhA-prækursoren består af et signalpeptid (20 aminosyrerester) og et cytolysin-domæne (Gln1til Arg318), herunder et formodet præ-stem- og β-prisme lektinlignende domæne (His319 til Leu451) (figur 1); pro-regionen og β-prisme lektin-domænet er fraværende sammenlignet med HlyA-prækursoren . Selv om VvhB’s funktion er ukendt, kan den muligvis fungere som chaperon i fravær af pro-regionen ligesom HlyA. Denne formodning understøttes af det faktum, at selv om VvhA udtrykkes i fravær af vvhBin vitro, kan den hæmolytiske aktivitet ikke påvises . Selv om VVH mangler β-prisme lektindomænet, har β-trefolielektindomænet vist bindingsevne for glycerol, N-acetyl-D-galactosamin og N-acetyl-D-lactosamin i modsætning til HlyA . Faktisk udviser VVH nedsat evne til at binde CHO-celler, når det præinkuberes med methyl-beta-cyclodextrin, et oligosaccharid, og dermed hæmmer det sin cytotoksiske virkning . I lighed med HlyA antages det, at VVH-monomeren binder til cellemembranen og danner oligomerer, og krystalstrukturen af β-trefoil lektindomænet af VVH afslører et heptamerisk ringarrangement . Det tyder stærkt på, at kolesterol er receptor for VVH og fremmer omdannelsen af monomer til oligomer . Desuden er det rapporteret, at Thr438 i β-trefoil lektindomænet er ansvarlig for binding til kolesterol . På den anden side er Phe334 i cytolysin-domænet, der er placeret nær leddet mellem to domæner, afgørende for oligomerisering af toksin-monomer . Desuden er det vist, at mutation af Leu451 forårsager hæmning af hæmolytisk aktivitet uden at reducere membranbindingsevnen; dette tyder på, at Leu451 er afgørende for oligomerdannelsen . For nylig viste en undersøgelse, at egenskaber som polaritet og indolringen af aminosyren Trp246 er afgørende for toksinens binding af toksinet til målmembranen . Det antages, at den hæmolytiske proces af VVH næsten svarer til HlyA, selv om der er nogle forskelle i VVH’s funktion og struktur.
Det er blevet rapporteret, at et varmelabilt hæmolysin oprenset fra V. tubiashii, et patogen af unge toskallede, svarer til VVH . Ligesom VVH har dette toksin vist kompetitiv hæmning af kolesterol og kan lyse erythrocytter. Desuden udviser toksinet cytotoksicitet over for CHO-, Caco-2 og Atlantic menhaden leverceller i vævskultur.
V. damselaer blevet rapporteret til at forårsage sårinfektion ved håndtering af fisk, eksponering for havvand og havdyr samt indtagelse af rå fisk og skaldyr . Det er blevet anset for, at der ikke findes noget andet hæmolysin i denne bakterie, bortset fra et hæmolysin med fosfolipase D-aktivitet kendt som damselysin . Det er for nylig blevet rapporteret, at denne bakterie har HlyA-lignende hæmolysin, der er kodet i et nyt virulensplasmid pPHDD1. Karakteristikaene ved dette nye HlyA-lignende hæmolysin fra V. damselae er endnu ikke identificeret, men de forudsagte aminosyresekvenser viser 69 % lighed med HlyA fra V. cholerae, idet der mangler det β-prisme lektinlignende domæne (figur 1) .
.