α-Hämolysin

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Hemolysin ist ein Lipid und Protein, das die Lyse von roten Blutkörperchen verursacht, indem es Zellmembranen zerstört. Obwohl die Lyseaktivität einiger mikrobieller Hemolysine auf rote Blutkörperchen für die Nährstoffaufnahme sehr wichtig sein kann, verursachen viele von Krankheitserregern produzierte Hemolysine während einer Infektion keine signifikanten Schäden an roten Blutkörperchen. Hemolysin ist jedoch normalerweise in der Lage, rote Blutkörperchen in vitro zu lysieren.

Abbildung 1. Proteinstruktur von α-Hemolysin.

Einführungen

Im Hinblick auf Serologie und Bakteriologie schädigt Hemolysin die Zellmembran der roten Blutkörperchen und verursacht ein Überlaufen von Hämoglobin, das heißt, der biologische Faktor, der eine hämolytische Reaktion hervorrufen kann, wird als Hemolysin bezeichnet. Antikörper mit starker Komplementbindung, streptokokken Hemolysin O (SLO) von hämolytischen Streptokokken und anderen Bakterien, die Toxine mit hämolytischer Wirkung sekretieren, gehören alle zu diesem Typ von Faktor. Alpha-Hemolysin ist ein Exotoxin, das von Staphylococcus aureus sekretiert wird, eines seiner Hauptvirulenzfaktoren, und hat eine gute Immunogenität. Alpha-Hemolysin hat eine hämolytische Wirkung auf viele Säugetier-Rote Blutkörperchen. Der Mechanismus besteht darin, dass Toxinmoleküle in den hydrophoben Bereich der Zellmembran der roten Blutkörperchen eindringen, Mikroporen bilden, die Integrität der Zellmembran zerstören und zur Zelllyse führen. Nach der Mutation von Histidin an Position 35 von Α-Hemolysin zu Alanin verliert der Mutant seine hämolytische Aktivität und ist nicht toxisch, behält jedoch seine Immunogenität. Es kann direkt zur Immunisierung von Tieren verwendet werden. Es ist eines der wichtigen Kandidatenproteine von Staphylococcus aureus für Subunit-Impfstoffe.

Funktion

Alpha-Hemolysin kann die roten Blutkörperchen und Thrombozyten von Menschen und Tieren schädigen und die Kontraktion und Spasmen der glatten Muskulatur kleiner Blutgefäße fördern, was zu einer Blockade des Kapillarblutflusses und ischämischer Nekrose führt. Die Zell- und Spezies-Spezifität von α-Hemolysin zeigt sich hauptsächlich darin, dass es auf Cholesterin und Sphingomyelin, disaggregierte Metalloprotease ADAM10, Caveolin 1 (cAveo-LIn-1) angewiesen ist, um Hämolyse auszuüben. Studien haben gezeigt, dass, wenn Cholesterin und Sphingomyelin in roten Blutkörperchen von Kaninchen abgebaut werden, die Affinität von A-Hemolysin zu roten Blutkörperchen von Kaninchen verringert wird, was zeigt, dass A-Hemolysin mit Cholesterin und Sphingomyelin auf roten Blutkörperchen von Kaninchen bindet, um Hämolyse auszuüben. Tatsächlich enthält die Zellmembran der roten Blutkörperchen von Kaninchen jedoch nur eine geringe Menge Cholesterin und Sphingomyelin.

Apoptose verursacht durch Hemolysin

Das α-Hemolysin, β-Hemolysin und γ-Hemolysin, das von Staphylococcus aureus sekretiert wird, aktivieren NLRP3, um cAsPAse-1 zu aktivieren, das als Protease wirken und Zellschwellung und Nekrose verursachen kann. Ob δ-Hemolysin diesen Effekt hat, wurde nicht berichtet. Studien haben gezeigt, dass α-Hemolysin auch TNF-α sekretieren und cAsPAse-8 und cAsPAse-3 aktivieren kann, wodurch Zellapoptose verursacht wird. Allerdings kann die Apoptose nicht abgeschlossen werden, nachdem TNF-α-Antikörper hinzugefügt wurden, da cAsPAse-3 und cAsPAse-8-Inhibitoren blockiert wurden, was darauf hindeutet, dass es andere Apoptosewege gibt. Das Alpha-Hemolysin von Staphylococcus aureus kann nicht nur aktiv Tumorzellen abtöten, sondern auch membranöse Vesikel sekretieren, wodurch die Zellapoptose gefördert wird.

Studie zur Apoptose verursacht durch Hemolysin

Das α-Hemolysin, β-Hemolysin und γ-Hemolysin, das von Staphylococcus aureus sekretiert wird, aktivieren NLRP3, um cAsPAse-1 zu aktivieren, das als Protease wirken und Zellschwellung und Nekrose verursachen kann. Ob δ-Hemolysin diesen Effekt hat, wurde nicht berichtet. Studien haben gezeigt, dass α-Hemolysin auch TNF-α sekretieren und cAsPAse-8 und cAsPAse-3 aktivieren kann, wodurch Zellapoptose verursacht wird. Allerdings kann die Apoptose nicht abgeschlossen werden, nachdem TNF-α-Antikörper hinzugefügt wurden, da cAsPAse-3 und cAsPAse-8-Inhibitoren blockiert wurden, was darauf hindeutet, dass es andere Apoptosewege gibt. Das Alpha-Hemolysin von Staphylococcus aureus kann nicht nur aktiv Tumorzellen abtöten, sondern auch membranöse Vesikel sekretieren, wodurch die Zellapoptose gefördert wird.