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Tutorial MenueBiotoxineLerneinheit 2 von 7

Hydrophile membraninteragierende bakterielle Biotoxine

Das Aerolysin von Aeromonas hydrophila

Dieses porenbildende Toxin wird von verschiedenen Arten der Gram-negativen Aeromonas-Bakterien als wasserlösliches, inaktives Pro-Aerolysin-Dimer sezerniert und ist aus zwei Domänen aufgebaut: einer kleinen globulären Domäne und einer zweiten, sehr viel längeren Domäne. Das Protein enthält viele β-Faltblatt-Strukturen, von denen sich einige über die ganze Länge des Proteins erstrecken - also über etwa 100 Å! Im Dimer sind die beiden Untereinheiten antiparallel zueinander angeordnet, wobei die beiden globulären Domänen kreuzweise aneinander liegen.

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Abb.1
Wasserlösliches Pro-Aerolysin-Dimer aus Aeromonas hydrophila

Kette A: gelb/magenta, Kette B: silber (PDB-Code: 1PRE)

Aerolysin muss aktiviert werden, bevor es eine Pore bilden kann. Diese Aktivierung erfolgt durch eine Abspaltung von ca. 40 Aminosäuren vom N-Terminus des Peptids und kann durch eine Vielzahl bakterieller Proteasen erfolgen, die entweder vom Bakterium selbst produziert werden oder aus der Zielzelle stammen. Das reife Aerolysin oligomerisiert und bildet einen Komplex aus sieben Monomeren, der eine extreme Stabilität gegenüber Hitze oder Denaturierung durch Detergenzien und Chaotrophe aufweist.

Interessanterweise konnte man bisher keine monomere Form von Aerolysin nachweisen, obwohl diese bei der Komplexbildung aus Dimeren auftreten sollte. Die Oligomerisierung findet vor der Membraninsertion statt. Auch hier ist die eigentliche Pore ein wassergefüllte Kanal mit einer β-Barrel-Struktur, ähnlich wie es die outer membrane-Kanalproteine Gram-negativer Bakterien sind. Die Pore erlaubt den Durchtritt von Wasser und Ionen, so dass das osmotische Gleichgewicht der Zelle gestört wird und die Zelle letztendlich lysiert.

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