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Familia de enterotoxinas termolábiles

En biología molecular, la familia de enterotoxinas termolábiles incluye la enterotoxina termolábil de Escherichia coli (Elt o LT) y la toxina del cólera (Ctx) secretada por Vibrio cholerae .

Se llama así porque se inactiva a altas temperaturas. [1]

Mecanismo

Las subunidades A son transportadas al interior por las subunidades B pentaméricas. Luego actúa elevando los niveles de AMPc a través de la ADP-ribosilación de la subunidad alfa de una proteína Gs, lo que conduce a la activación constitutiva de la adenilato ciclasa . Los niveles elevados de AMPc estimulan la activación del canal CFTR, estimulando así la secreción de iones de cloruro y agua desde el enterocito hacia el lumen intestinal . Este desequilibrio iónico provoca diarrea acuosa .

Además de sus efectos sobre la secreción de cloruro, que implican los mismos pasos que los efectos de la toxina del cólera, Elt se une a sustratos adicionales: lipopolisacárido en la superficie de las células de E. coli y antígenos sanguíneos de tipo A. [2] La importancia de estos eventos de unión aún no se conoce.

Estructura

Estas toxinas consisten en una estructura de multímero AB5 , en la que un pentámero de cadenas B tiene una función de unión a la membrana y una cadena A es necesaria para la actividad enzimática . [3] Las subunidades B están dispuestas como un pentámero con forma de rosquilla, cada subunidad participa en ~30 enlaces de hidrógeno y 6 puentes salinos con sus dos vecinos. [3]

La subunidad A tiene una estructura secundaria menos definida . Interactúa predominantemente con el pentámero a través del fragmento A2 C-terminal, que pasa por el poro central cargado de las subunidades B. Un posible residuo catalítico en el fragmento A1 (Glu112) se encuentra cerca de una región hidrofóbica , que junta dos bucles. Se cree que esta región podría ser importante para la catálisis y la translocación de membrana. [3]

La disposición estructural de las enterotoxinas termolábiles de E. coli tipo I y tipo II es muy similar, aunque son antigénicamente distintas. [4]

Origen

La toxina del cólera es transportada por el bacteriófago CTXφ y puede aislarse de plásmidos . El LT (elt) de E. coli está asociado de manera similar con elementos móviles, en este caso plásmidos Ent que pueden transportar LT, ST o ambos. Las secuencias de inserción parcial (IS) que flanquean los genes elt proporcionan capacidades de transmisión adicionales mediante recombinación homóloga en sus repeticiones invertidas. [5] También se ha descrito la conversión inducida por el fago Οβ en E. coli . [6]

Aplicaciones

Las subunidades B de las toxinas de esta familia son relativamente inofensivas por sí solas. La CtxB se utiliza rutinariamente como trazador neuronal . [7] Se ha estudiado el uso de Elt-IB como adyuvante en vacunas transdérmicas. [8] [1]

Referencias

  1. ^ ab Glenn GM, Flyer DC, Ellingsworth LR, et al. (octubre de 2007). "Inmunización transcutánea con enterotoxina termolábil: desarrollo de un parche de vacuna sin aguja". Expert Rev Vaccines . 6 (5): 809–19. doi :10.1586/14760584.6.5.809. PMID  17931160. S2CID  38106206.
  2. ^ Mudrak B y Kuehn MJ (2010). "Enterotoxina termolábil: más allá de la unión a GM1". Toxins . 2 (6): 1445–1470. doi : 10.3390/toxins2061445 . PMC 3153253 . PMID  22069646. 
  3. ^ abc Sixma TK, Kalk KH, van Zanten BA, Dauter Z, Kingma J, Witholt B, Hol WG (abril de 1993). "Estructura refinada de la enterotoxina termolábil de Escherichia coli, un pariente cercano de la toxina del cólera". J. Mol. Biol . 230 (3): 890–918. doi :10.1006/jmbi.1993.1209. PMID  8478941.
  4. ^ van den Akker F, Sarfaty S, Twiddy EM, Connell TD, Holmes RK, Hol WG (junio de 1996). "Estructura cristalina de una nueva enterotoxina termolábil, LT-IIb". Structure . 4 (6): 665–78. doi : 10.1016/s0969-2126(96)00073-1 . PMID  8805549.
  5. ^ Schlor, S.; Riedl, S.; Bla, J.; Reidl, J. (1 de enero de 2000). "Reordenamientos genéticos de las regiones adyacentes a los genes que codifican enterotoxinas termolábiles (eltAB) de cepas de Escherichia coli enterotoxigénicas". Microbiología aplicada y ambiental . 66 (1): 352–358. doi :10.1128/AEM.66.1.352-358.2000. PMC 91829 . PMID  10618247. 
  6. ^ Takeda, Y; Murphy, JR (enero de 1978). "Conversión bacteriófaga de enterotoxina termolábil en Escherichia coli". Journal of Bacteriology . 133 (1): 172–7. doi :10.1128/JB.133.1.172-177.1978. PMC 221991 . PMID  338578. 
  7. ^ Pierre-Hervé Luppi. "El descubrimiento de la toxina del cólera como una poderosa herramienta neuroanatómica" . Consultado el 23 de marzo de 2011 .
  8. ^ Wagner B, Hufnagl K, Radauer C, et al. (abril de 2004). "Expresión de la subunidad B de la enterotoxina termolábil de Escherichia coli en plantas de Nicotiana benthamiana infectadas con el virus del mosaico del tabaco y su caracterización como inmunógeno y adyuvante de la mucosa". Journal of Immunological Methods . 287 (1–2): 203–15. doi :10.1016/j.jim.2004.02.001. PMID  15099768.

Enlaces externos

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