النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
Actin Polymerization Toxins
المؤلف:
K. Aktories
المصدر:
In Guidebook to Protein Toxins and Their Use in Cell Biology
الجزء والصفحة:
29-11-2015
3188
Actin Polymerization Toxins
Several bacteria release toxins that modify actin or proteins controlling its polymerization (1). A group of Clostridia spp. secrete binary toxins, whose most studied member is the C2 toxin released by Cl. botulinum. Botulinum C2 toxin is not neurospecific, as are botulinum neurotoxins, but it affects many nonneuronal cells (2). In the intestinal loop model, it induces an acute inflammatory reaction, characterized by the alteration of endothelia and a large increase in vascular permeability. At the same time, epithelial degeneration, exfoliation, and necrosis are also observed. In cultured cells, C2 causes rounding up, with formation of blebs, followed by cell death.
Two polypeptide chains, I (55 kDa) and II (100 kDa), are needed for cell intoxication. Chain I catalyzes the ADP-ribosylation of Arg177 of soluble G-actin, a residue located in an area involved in protein-protein contact within the polymerized form, F-actin. The ADP-ribosylated G-actin binds to the barbed end of F-actin and prevents polymerization, whereas depolymerization at the opposite end is unaffected (3). This leads in vitro and in vivo to the disassembly of actin microfilaments, with cell rounding and release of focal adhesion plaques.
Single-chain enzymes that catalyze the ADP-ribosylation of small G proteins are released by several bacteria (4). They cannot intoxicate cells because they lack the second polypeptide chain, but they are active after cell permeabilization or injection. C3 toxin is released by some strains of Cl. botulinum; it catalyzes the specific ADP-ribosylation of Asn-41 of Rho, a small GTP-binding protein involved in the regulation of actin polymerization. C3 induces the depolarization of F-actin, with rounding up and binucleation of injected cells. A different type of Rho modification is caused by cytotoxic necrotizing factors released by E. coli strains associated with gastroenteritis, urogenital infections, and septicemia (5). These factors cause cell ruffling, stress fiber formation, and multinucleation, by a covalent modification of Rho protein to lock it in its GTP-bound active form (6).
Clostridia spp. involved in the induction of diarrhea, associated with pseudomembraneous colitis, release in the intestine enterotoxins of very large dimensions (7). They are termed large clostridial toxins (LCTs) because of their size, which is in the range of 250 to 308 kDa. They are organized as A-B toxins, which are cleaved proteolytically into two polypeptide chains, A and B (see Toxins). The carboxyl-terminal part includes segments of 20 to 50 residues repeated 14 to 30 times, which are believed to mediate LCT binding to cell surface receptors. Such an organization in the absence of an oligomer of type B gives rise to a multivalent type of cell binding, as in the case of cholera toxin. Binding is followed by internalization of LCTs into coated vesicles and then into endosomes. By an unknown mechanism, the amino-terminal catalytic domain of the LCTs is released from the rest of the molecule and translocates into the cytosol, where it catalyzes the transfer of a sugar residue from the corresponding UDP derivative to an actin polymerization controlling protein (7, 8). All LCTs induce rounding of different cells in culture, but the effects of the various LCT toxins can be differentiated by staining actin filaments: Cl. difficile and Cl. novyi LCTs cause a breakdown of the F-actin microfilaments, whereas Cl. sordellii LCT induces the formation of filopodialike structures on the cell surface, with some membrane blebbing 7. This is related to the different protein(s) targeted by the LCTs. All of them modify a threonine residue of small GTP-binding protein(s) of the Ras superfamily, in such a way that its GTPase activity is unaltered but it can no longer interact with its effector molecule. This provides a further example of the ability of bacterial toxins to “choose” essential cell targets and to modify essential cell functions.
References
1. K. Aktories (1997) In Guidebook to Protein Toxins and Their Use in Cell Biology (R. Rappuoli and C. Montecucco, eds.), Sambrook and Tooze, Oxford University Press, Oxford.
2. L. L. Simpson (1989) J. Pharmacol. Exp. Ther. 251, 1223–1228.
3. M. Wille, I. Just, A. Wegner, and K. Aktories (1992) J. Biol. Chem. 267, 50–55.
4. K. Aktories and A. Wegner (1992) Curr. Top. Microbiol. Immunol. 175, 115–131.
5. A. Caprioli et al. (1984) Biochem. Biophys. Res. Commun. 118, 587–593.
6. E. Oswald et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 3814–3818.
7. C. von Eichel-Streiber, P. Boquet, M. Sauerborn, and M. Thelestam (1996) Trends Microbiol. 4375 –382, .
8. I. Just et al. (1995) Nature 375, 500–503.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
