2.2.2 Andra relaterade El Tor hemolysin från Vibriospecies
Flera studier har rapporterat att andra Vibriospecies såsom V. mimicus, V. vulnificus och V. fluvialis också producerar hemolysin som har vissa gemensamma strukturella egenskaper med HlyA .
V. mimicus, en art som är nära besläktad med V. cholerae, är en orsak till gastroenterit hos människor. Patogena stammar av V. mimicuse uppvisar olika kliniska symtom från vattnig till dysenteriliknande diarré . Denna patogen producerar många typer av virulensfaktorer såsom CT-liknande enterotoxin och värmestabilt enterotoxin , med Vm-TDH som en orsakande faktor i vissa kliniska stammar. De flesta kliniska stammar saknar dock förmåga att producera något av dessa toxiner. Det värmelabila hemolysinet/cytolysinet (V. mimicushemolysin; VMH) anses vara den vanligaste virulenta enteropatogena faktorn . VMH inducerar faktiskt FA i en ligaturerad ileal slinga från en kanin på ett dosberoende sätt, och antikroppen mot VMH minskar uppenbarligen enterotoxicitet från V. mimicus i levande celler . Dessa resultat tyder på att VMH har ett starkt samband med denna patogenes patogenes. Den enterotoxiska aktiviteten hos VMH kan bero på intestinal Cl-utsöndring som orsakas av aktivering av både Ca2+ -beroende och cykliskt AMP-beroende Cl-utsöndringssystem . I likhet med HlyA har det framkommit att VMH också är ett porbildande toxin. Detta toxin kan störa olika däggdjurs erytrocyter inklusive nötkreatur, kanin, får, människa och mus på ett kolloidosmotiskt sätt, och det visar den högsta känsligheten för hästens erytrocyter .
VMH som kodas av vmhAgene förutspås vara 83 kDa med 82 % likhet med V. choleraeHlyA. VMH utsöndras också som en 80 kDa prekursor känd som pro-VMH , som sedan omvandlas till 66 kDa moget toxin genom att den N-terminala propeptiden avlägsnas av trypsinliknande proteas från V. mimicus mellan aminosyraresterna Arg151 och Ser152 . Det har antagits att VMH kan bearbetas i en tvåstegsreaktion precis som HlyA och pro-toxin kan aktiveras av olika proteaser som trypsin, chymotrypsin och metalloproteas . I likhet med 50 kDa-varianten av HlyA kan mogen VMH omvandlas till 51 kDa av VMH (betecknad VMH51) genom att metalloproteas från V. mimicus tar bort 15 kDa från den C-terminala änden. VMH51 visade nästan ingen lytisk aktivitet mot hästens erytrocyter eftersom den förlorade sin bindningsaffinitet mot erytrocytmembranet. VMH51 kan emellertid associera sig med får erytrocytmembran, även om affiniteten är minskad jämfört med intakt VMH, vilket tyder på att det trunkerade toxinet interagerar med andra komponenter i får erytrocytmembranen. Man kan dra slutsatsen att den 15 kDa C-terminala domänen av VMH funktionellt liknar β-prismans lektindomän av HlyA.
V. fluvialisis är en av de livsmedelsburna patogenerna som kan orsaka kliniska symtom som liknar V. cholerae. V. fluvialissecrets El Tor-liknande hemolysin, utformad som V. fluvialishemolysin (VFH), som kan framkalla lysis av erytrocyter från olika djur. Förutom hemolytisk aktivitet kan VFH också utlösa cytotoxicitet mot CHO-celler (Chinese hamster ovary) och induktion av vätskeansamling hos diande mus. Den renade VFH har en molekylvikt på 63 kDa, vars N-terminala aminosyrasekvens delar homologi med HlyA från V. cholerae och VMH från V. mimicus. Man misstänker att VFH kan spela en viktig roll i V. vulnificus patogenitet.
V. vulnificus isolerades först från ett bensår och rapporterades felaktigt som V. parahaemolyticus. Senare fann man att vissa egenskaper skilde sig från V. parahaemolyticuss, t.ex. positiv laktosjäsning, så därefter benämndes den som V. vulnificus. V. vulnificus kan orsaka två typer av sjukdomar, primär septikemi och sårinfektion . Den förstnämnda är anmärkningsvärd på grund av sin höga dödlighet (över 50 %). Den primära septikemin orsakas av konsumtion av råa skaldjur, särskilt skaldjur som ostron som förorenats av V. vulnificus, och det rapporteras att 95 % av alla dödsfall relaterade till skaldjur orsakas av V. vulnificus i Förenta staterna . Eftersom de flesta septikemipatienter har en underliggande sjukdom, t.ex. levercirros, hepatit eller diabetes, betraktas septikemi orsakad av V. vulnificus som en opportunistisk infektion . Sårinfektioner kännetecknas av kliniska symtom som ödem, erytem eller nekros och inträffade efter exponering för förorenat havsvatten eller marina produkter. Gastrointestinala symtom som diarré är dock mycket sällsynta på grund av V. vulnificus-infektion . V. vulnificus producerar olika extracellulära virulensfaktorer som hemolysin eller proteas . Hemolysin som utsöndras av V. vulnificus och som kallas V. vulnificushemolysin (VVH) är också ett toxin som kan bilda porer på olika däggdjurscellers målmembran. Renad VVH uppvisar lytisk aktivitet mot erytrocyter från olika däggdjur och odlade celler som CHO-, mast- och lungendotelceller . Dessutom har det rapporterats att sublytiska doser av hemolysin kan utlösa apoptotisk signalväg i humana vaskulära endotelceller, ECV304-celler , och oligomerisering av VVH är nödvändig för den apoptotiska aktiviteten i CHO-celler .
VVVH (VvhA)-prekursor har en molekylvikt på 51 kDa och kodas av strukturgenen vvhA, som utgör ett operon med vvhB-genen. VvhB-genen finns uppströms från vvhA och kodar för 18 kDa-proteinet VvhB. VvhA-prekursorn består av en signalpeptid (20 aminosyrarester) och en cytolysin-domän (Gln1till Arg318) inklusive en förmodad pre-stem och β-prismalektinliknande domän (His319 till Leu451) (figur 1); pro-regionen och β-prismalektin-domänen saknas jämfört med HlyA-prekursorn . Även om VvhB:s funktion är okänd kan den fungera som en chaperon i avsaknad av pro-regionen i likhet med HlyA. Denna spekulation stöds av det faktum att även om VvhA uttrycks i avsaknad av vvhB in vitro kan den hemolytiska aktiviteten inte påvisas . Även om VVH saknar β-prismans lektin-domän har β-trefoliernas lektin-domän visat bindningsförmåga för glycerol, N-acetyl-D-galaktosamin och N-acetyl-D-laktosamin till skillnad från HlyA . VVH uppvisar faktiskt minskad förmåga att binda CHO-celler när den preinkuberas med metyl-beta-cyklodextrin, en oligosackarid, och därmed hämmas dess cytotoxiska effekt . I likhet med HlyA tror man att VVH-monomeren binder till cellmembranet och bildar oligomerer, och kristallstrukturen för VVH:s β-trefolierade lektindomän avslöjar ett heptameriskt ringarrangemang . Det är starkt troligt att kolesterol är receptorn för VVH och underlättar omvandlingen av monomer till oligomer . Dessutom rapporteras att Thr438 i β-trefoil lektindomänen är ansvarig för bindning till kolesterol . Å andra sidan är Phe334 i cytolysin-domänen, som är belägen nära skarven mellan två domäner, nödvändig för oligomerisering av toxinets monomer . Dessutom visas att mutationen av Leu451 orsakar hämning av den hemolytiska aktiviteten utan att minska membranbindningsförmågan; detta tyder på att Leu451 är väsentlig för oligomerbildningen . Nyligen visade en studie att egenskaper som polaritet och indolringen hos aminosyran Trp246 är viktiga för att binda toxinet till målmembranet . Det antas att VVH:s hemolytiska process nästan liknar HlyA även om det finns vissa skillnader i VVH:s funktion och struktur.
Det har rapporterats att ett värmelabilt hemolysin som renats från V. tubiashii, en patogen av unga musslor, liknar VVH . Liksom VVH har detta toxin visat kompetitiv hämning av kolesterol och kan lysera erytrocyter. Dessutom uppvisar toxinet cytotoxicitet mot CHO-, Caco-2- och Atlantic menhaden leverceller i vävnadskultur.
V. damselahar rapporterats orsaka sårinfektion genom hantering av fisk, exponering för havsvatten och marina djur samt intag av råa skaldjur . Det har ansetts att det inte finns något annat hemolysin i denna bakterie, förutom ett hemolysin med fosfolipas D-aktivitet som kallas damselysin . Nyligen rapporterades att denna bakterie har HlyA-liknande hemolysin som kodas i en ny virulensplasmid pPHDD1. Egenskaperna hos detta nya HlyA-liknande hemolysin från V. damselae har ännu inte identifierats, men de förutspådda aminosyrasekvenserna uppvisar 69 % likhet med HlyA från V. cholerae och saknar den β-prismatiska lektinliknande domänen (figur 1) .
.