2.2.2 Muut sukulaislajit El Tor hemolysiini Vibriospecies
Monissa tutkimuksissa on raportoitu, että muut Vibriospecies kuten V. mimicus, V. vulnificus ja V. fluvialisalso tuottavat hemolysiiniä, jolla on joitakin yhteisiä rakennepiirteitä HlyA:n kanssa .
V. mimicus, joka on läheistä sukua V. cholerae -lajille, on ihmisen gastroenteriitin aiheuttaja . V. mimicuse -bakteerin patogeenisillä kannoilla on erilaisia kliinisiä oireita, jotka vaihtelevat vetisestä ripulista dysenteriamaisen ripulin kaltaiseen ripuliin . Tämä taudinaiheuttaja tuottaa monenlaisia virulenssitekijöitä, kuten CT:n kaltaista enterotoksiinia ja lämpöstabiilia enterotoksiinia , ja Vm-TDH on aiheuttajana joissakin kliinisissä kannoissa. Useimmat kliiniset kannat eivät kuitenkaan kykene tuottamaan mitään näistä toksiineista. Lämpökestävän hemolysiinin/sytolysiinin (V. mimicushemolysin; VMH) uskotaan olevan yleisin virulentti enteropatogeeninen tekijä . Itse asiassa VMH aiheuttaa annosriippuvaisesti FA:ta sidotussa kanin suolen silmukassa, ja vasta-aine VMH:ta vastaan vähentää ilmeisesti V. mimicusin aiheuttamaa enterotoksisuutta elävissä soluissa . Nämä havainnot osoittavat, että VMH liittyy voimakkaasti tämän taudinaiheuttajan patogeneesiin. VMH:n enterotoksinen aktiivisuus saattaa johtua suoliston Cl-erityksestä, joka johtuu sekä Ca2+-riippuvaisen että syklisestä AMP:stä riippuvaisen Cl-eritysjärjestelmän aktivoitumisesta . HlyA:n tavoin on osoitettu, että VMH on myös huokosia muodostava toksiini. Tämä toksiini voi häiritä useita nisäkkäiden erytrosyyttejä, kuten naudan, kanin, lampaan, ihmisen ja hiiren, kolloidiosmoottisella tavalla, ja se osoittaa suurinta herkkyyttä hevosen erytrosyyteille .
VmhAgeenin koodaaman VMH:n ennustetaan olevan 83 kDa:n kokoinen, ja se on 82-prosenttisesti samankaltainen kuin V. choleraeHlyA. VMH erittyy myös 80 kDa:n esiasteena, joka tunnetaan nimellä pro-VMH , joka sitten muunnetaan 66 kDa:n kypsäksi toksiiniksi poistamalla N-terminaalinen propeptidi V. mimicuksen trypsiinin kaltaisen proteaasin avulla aminohappojäännösten Arg151 ja Ser152 väliltä. On oletettu, että VMH saattaisi prosessoitua kaksivaiheisessa reaktiossa aivan kuten HlyA ja pro-toksiini voidaan aktivoida erilaisilla proteaaseilla, kuten trypsiinillä, kymotrypsiinillä ja metalloproteaasilla . Samoin kuin HlyA:n 50 kDa:n variantti, kypsä VMH voidaan muuntaa 51 kDa:n VMH:ksi (nimetty VMH51:ksi) poistamalla 15 kDa:ta C-terminaalisesta päästä V. mimicuksen metallostaasilla. VMH51:llä ei ollut juuri lainkaan lytistä aktiivisuutta hevosen erytrosyyttejä kohtaan, koska se menetti sitoutumisaffiniteettinsa erytrosyyttikalvoa kohtaan. VMH51 voi kuitenkin assosioitua lampaiden erytrosyyttikalvojen kanssa, joskin affiniteetti on pienempi kuin ehjällä VMH:lla, mikä viittaa siihen, että typistetty toksiini on vuorovaikutuksessa lampaiden erytrosyyttikalvon muiden komponenttien kanssa. Voidaan päätellä, että VMH:n 15 kDa:n C-terminaalinen domeeni on toiminnallisesti samankaltainen kuin HlyA:n β-prisman lektiinidomeeni.
V. fluvialisis on yksi elintarvikeperäisistä taudinaiheuttajista, joka voi aiheuttaa samankaltaisia kliinisiä oireita kuin V. cholerae. V. fluvialis erittää El Torin kaltaista hemolysiiniä, joka on nimetty V. fluvialishemolysiiniksi (VFH), joka voi saada aikaan erytrosyyttien lyysiä eri eläimistä. Hemolyyttisen aktiivisuuden lisäksi VFH voi myös aiheuttaa sytotoksisuutta kiinalaisen hamsterin munasarjasoluja (CHO-soluja) kohtaan ja indusoida nesteen kertymistä imettävään hiireen. Puhdistetun VFH:n molekyylipaino on 63 kDa, ja sen N-terminaalinen aminohapposekvenssi on homologinen V. choleraen HlyA:n ja V. mimicuksen VMH:n kanssa. Epäillään, että VFH:lla saattaa olla tärkeä rooli V. vulnificuksen patogeenisyydessä.
V. vulnificuseristettiin ensimmäisen kerran säärihaavasta, ja se ilmoitettiin virheellisesti nimellä V. parahaemolyticus. Myöhemmin havaittiin, että jotkin piirteet poikkesivat V. parahaemolyticussista, kuten positiivinen laktoosikäyminen, joten sitä nimitettiin myöhemmin V. vulnificukseksi. V. vulnificusvoi aiheuttaa kahdenlaisia sairauksia, primaarisen septikemian ja haavainfektion. Ensin mainittuun liittyy huomattavan korkea kuolleisuusaste (yli 50 %). Ensisijainen verenmyrkytys johtuu V. vulnificuksen saastuttamien raakojen merenelävien, erityisesti äyriäisten, kuten osterin, nauttimisesta, ja on raportoitu, että 95 prosenttia kaikista mereneläviin liittyvistä kuolemantapauksista johtuu V. vulnificuksesta Yhdysvalloissa . Koska useimmilla septikemiapotilailla on jokin perussairaus, kuten maksakirroosi, hepatiitti tai diabetes, V. vulnificusin aiheuttamaa septikemiaa pidetään opportunistisena infektiona. Haavainfektioille tyypillisiä kliinisiä oireita ovat turvotus, eryteema tai nekroosi, ja niitä esiintyy saastuneelle merivedelle tai merestä saataville tuotteille altistumisen jälkeen. Ruoansulatuskanavan oireet, kuten ripuli, ovat kuitenkin hyvin harvinaisia V. vulnificus -infektion seurauksena. V. vulnificus tuottaa erilaisia solunulkoisia virulenssitekijöitä, kuten hemolysiiniä tai proteaasia. V. vulnificuksen erittämä hemolysiini, jota kutsutaan nimellä V. vulnificushemolysiini (VVH), on myös toksiini, joka voi muodostaa huokosia eri nisäkässolujen kohdekalvoille. Puhdistetulla VVH:lla on lytistä aktiivisuutta eri nisäkkäiden erytrosyyttejä ja viljeltyjä soluja, kuten CHO-, masto- ja keuhkojen endoteelisoluja vastaan. Lisäksi on raportoitu, että hemolysiinin sublyyttiset annokset voivat laukaista apoptoottisen signaalireitin ihmisen verisuonten endoteelisolulinjassa, ECV304-soluissa , ja VVH:n oligomerisaatio on olennaista apoptoottiselle aktiivisuudelle CHO-soluissa .
VVH:n (VvhA) esiasteella on molekyylipainoa 51 kDa, jota koodaa rakennegeeni vvhA, joka muodostaa operonin vvhBgeenin kanssa. VvhBgeeni sijaitsee vvhA:n yläjuoksulla ja koodaa 18 kDa:n proteiinia VvhB. VvhA:n esiaste koostuu signaalipeptidistä (20 aminohappojäännöstä) ja sytolysiinidomeenista (Gln1-Arg318), johon kuuluu oletettu esiaste ja β-trefoil-lektiinin kaltainen domeeni (His319-Leu451) (kuva 1); esiaste ja β-prisma-lektiinidomeeni puuttuvat HlyA:n esiasteeseen verrattuna. Vaikka VvhB:n funktio on tuntematon, se saattaa toimia chaperonina pro-alueen puuttuessa kuten HlyA. Tätä spekulaatiota tukee se, että vaikka VvhA:ta ekspressoidaan ilman vvhB:tä in vitro, hemolyyttistä aktiivisuutta ei voida havaita . Vaikka VVH:lta puuttuu β-prisma-lektiinidomeeni, β-trefoil-lektiinidomeeni on osoittanut sitoutumiskykyä glyseroliin, N-asetyyli-D-galaktosamiiniin ja N-asetyyli-D-laktosamiiniin toisin kuin HlyA . Itse asiassa VVH:n kyky sitoutua CHO-soluihin vähenee, kun sitä esi-inkuboidaan metyyli-beeta-syklodekstriinillä, joka on oligosakkaridi, ja siten sen sytotoksinen vaikutus estyy . HlyA:n tavoin VVH:n monomeerin uskotaan sitoutuvan solukalvoon ja muodostavan oligomeerejä, ja VVH:n β-trefoil-lektiinidomeenin kiderakenne paljastaa heptameerisen rengasjärjestyksen . On vahvasti oletettavaa, että kolesteroli on VVH:n reseptori ja helpottaa monomeerin muuttumista oligomeeriksi . Lisäksi on raportoitu, että Thr438 β-trefoil-lektiinidomeenissa on vastuussa kolesteroliin sitoutumisesta . Toisaalta sytolysiinidomeenin Phe334, joka sijaitsee lähellä kahden domeenin liitoskohtaa, on välttämätön toksiinimonomeerin oligomerisaatiolle . Lisäksi on osoitettu, että Leu451:n mutaatio aiheuttaa hemolyyttisen aktiivisuuden estymisen vähentämättä kalvon sitoutumiskykyä; tämä viittaa siihen, että Leu451 on välttämätön oligomeerin muodostumiselle . Äskettäin tehdyssä tutkimuksessa osoitettiin, että ominaisuudet, kuten aminohappo Trp246:n napaisuus ja indolirengas, ovat välttämättömiä toksiinin sitoutumiselle kohdekalvoon . Oletetaan, että VVH:n hemolyyttinen prosessi on lähes samanlainen kuin HlyA:n, vaikka VVH:n toiminnassa ja rakenteessa on joitakin eroja.
On raportoitu, että V. tubiashii:stä, nuorten simpukoiden patogeenistä, puhdistettu lämpöherkkä hemolysiini on samanlainen kuin VVH . VVH:n tavoin tämä toksiini on osoittanut kilpailevaa inhibitiota kolesterolin vaikutuksesta ja se voi lyseroida erytrosyyttejä. Lisäksi toksiinilla on sytotoksisuutta CHO-, Caco-2- ja Atlantin menhadenin maksasoluille kudosviljelmissä.
V. damselahin on raportoitu aiheuttavan haavainfektioita kaloja käsiteltäessä, altistuttaessa merivedelle ja merieläimille sekä nautittaessa raakoja mereneläviä . On katsottu, että tässä bakteerissa ei ole muuta hemolysiiniä kuin fosfolipaasi D -aktiivisuutta omaava hemolysiini, joka tunnetaan nimellä damselysiini . Äskettäin on raportoitu, että tällä bakteerilla on HlyA:n kaltainen hemolysiini, joka on koodattu uudessa virulenssiplasmidissa pPHDD1. V. damselan uuden HlyA:n kaltaisen hemolysiinin ominaisuuksia ei ole vielä tunnistettu, mutta ennustetut aminohapposekvenssit ovat 69-prosenttisesti samankaltaisia V. cholerae -bakteerin HlyA:n kanssa, mutta niistä puuttuu β-prisman lektiinin kaltainen domeeni (kuva 1) .
.