हेमोलिसिन: कार्रवाई की विशेषताएं, प्रकार, तंत्र - जीवविज्ञान - 2025

Hemolysin एक छोटे प्रोटीन है कि कारण एरिथ्रोसाइट्स और स्तनधारियों झिल्ली के कुछ अन्य स्वयं रक्त कोशिकाओं की कोशिका के छिद्रों है। यह आमतौर पर रोगजनक बैक्टीरिया द्वारा संश्लेषित और उत्सर्जित होता है।

यह प्रोटीन सबसे आम माइक्रोबियल विषाक्त पदार्थों में से एक है और सबसे अच्छा अध्ययन किया गया है। कभी-कभी यह हेमोलिटिक एनीमिया का कारण बन सकता है, क्योंकि चैनल की संख्या जिसके माध्यम से सेल इंटीरियर बाहर निकलता है, यहां तक ​​कि सेल लसीका भी हो सकता है।

हेमोलिसिन की आणविक संरचना (स्रोत: जवाहर स्वामीनाथन और विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से यूरोपीय जैव सूचना विज्ञान संस्थान में एमएसडी कर्मचारी)

आमतौर पर, हेमोलिसिन आंत्र पथ के स्ट्रेप्टोकोकस प्रजातियों का एक विशिष्ट विष है। इसका कार्य बैक्टीरिया को आंत्र पथ के उपकला अवरोध को तोड़ने की अनुमति देता है और इस प्रकार रक्त के माध्यम से अन्य ऊतकों को उपनिवेश बनाने के लिए आगे बढ़ता है।

हेमोलिसिन प्रकृति में पाया जाता है कि सबसे आम रूप अपने α-hemolysin रूप में है। यह प्रोटीन सबसे एस्केरिचिया कोलाई उपभेदों और कुछ क्लोस्ट्रिडिया के सबसे महत्वपूर्ण विषाणु कारकों में से एक है।

अधिकांश मूत्र पथ के संक्रमण Escherichia कोलाई के तनाव के कारण होते हैं जो हेमोलाइटिक विशेषताओं के साथ α-hemolysin का उत्पादन करते हैं।

बैक्टीरिया के उपभेदों में हेमोलिसिन और बैक्टीरियोसिन का उत्पादन अन्य प्रजातियों के खिलाफ एक प्रतिस्पर्धा तंत्र से संबंधित रहा है और दोनों विषाक्त पदार्थों का उत्पादन बैक्टीरिया के जीनोम में एक ही आनुवंशिक निर्धारक पर निर्भर करता है।

विशेषताएँ

हेमोलिसिन सात सबयूनिट से बना होता है और जो जीन इसे एनकोड करता है उसके सात प्रमोटर होते हैं। ये सात सबयूनिट लक्ष्य कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली में सम्मिलित होते हैं और, एक साथ आने पर, आयन चैनल बनाते हैं, जिसके माध्यम से कोशिका के आंतरिक भाग से मेटाबोलाइट्स निकलते हैं।

हेमोलिसिन एक बाह्य कैल्शियम (सीए + 2) -निर्भर साइटोटोक्सिन है जो रक्तप्रवाह में कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली पर कार्य करता है। झिल्ली में पैदा होने वाले छिद्र भी हाइड्रोफिलिक होते हैं और पानी को कोशिका के इंटीरियर में प्रवेश करने का कारण बनते हैं, जिससे लसीका हो सकता है।

हेमोलिसिन ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया के विशिष्ट प्रोटीन उत्पाद हैं और वे सभी दो विशेषताओं को साझा करते हैं:

1- एक बहुत छोटे पेप्टाइड (नॉनपेप्टाइड) की उपस्थिति अमीनो एसिड ग्लाइसिन और एस्पार्टिक एसिड के दोहराव से बनी होती है। हेमोलिसिन के नॉनपेप्टाइड्स प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के सी-टर्मिनल भाग के पास स्थित हैं।

2- सभी हेमोलिसिन को एबीसी-प्रकार के ट्रांसपोर्टर (एटीपी-बाइंडिंग कैसेट) के माध्यम से बाह्य वातावरण में बैक्टीरिया द्वारा स्रावित किया जाता है।

हेमोलिसिन का उत्पादन आमतौर पर रक्त अग्र माध्यम में वृद्धि के माध्यम से बैक्टीरिया के उपभेदों में पाया जाता है। परीक्षण में, एक हेमोलिटिक प्रभामंडल मनाया जाता है, जो बैक्टीरिया कॉलोनियों के पास लाल रक्त कोशिकाओं के टूटने का एक उत्पाद है।

प्रकार

हेमोलिसिन के कई अलग-अलग प्रकार हैं, इन्हें उनके नाम की शुरुआत में एक ग्रीक पत्र के साथ वर्गीकृत किया गया है। सबसे अधिक अध्ययन और आम हैं α, β और ys हेमोलीसिस, सभी स्टैफिलोकोकस ऑरियन स्ट्रेन द्वारा निर्मित होते हैं।

हेमोलिसिन के प्रकारों को उन कोशिकाओं की श्रेणी के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, जिन पर वे हमला करते हैं और प्रोटीन की अपनी प्राथमिक संरचना के अनुसार।

α-hemolysin

यह प्रोटीन Staphylococcus aureus और Escherichia coli उपभेदों की विशिष्ट है; यह न्यूट्रोफिल, लाल रक्त कोशिकाओं, लिम्फोसाइटों, मैक्रोफेज, वयस्क और भ्रूण फाइब्रोब्लास्ट पर हमला करता है। यह झिल्ली के अंदर लगभग 5 the के एक हाइड्रोफोबिक पूंछ को आंतरिक करने के लिए इन कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली लिपिड के ध्रुवीय प्रमुखों के साथ बातचीत करता है।

β-hemolysin

स्टैफिलोकोकस ऑरियस द्वारा α-hemolysin की तुलना में कुछ हद तक उत्पादित, ys-hemolysin मुख्य रूप से लाल रक्त कोशिकाओं पर हमला करता है और कोशिका झिल्ली के स्फिंगोमीलिन-समृद्ध डोमेन के माध्यम से विशेष रूप से झिल्ली में प्रवेश करता है।

γ-hemolysin

यह स्टैफिलोकोकस ऑरियस में भी देखा गया है। इसे हेमोलिटिक प्रोटीन और ल्यूकोोटॉक्सिन के रूप में एक ही समय में वर्गीकृत किया गया है, क्योंकि यह मनुष्यों, मोनोसाइट्स, मैक्रोफेज और कभी-कभी, यहां तक ​​कि लाल रक्त कोशिकाओं के पॉलीमोर्फोन्यूक्लियर कोशिकाओं को भी प्रभावित करता है।

इस तरह के the-हेमोलिसिन कम से कम एक विशेषता है, इसलिए, इसकी कार्रवाई का अधिकांश तंत्र अज्ञात है और विवो में इसकी जांच नहीं की गई है।

क्रिया तंत्र

कार्रवाई का तंत्र जो अपेक्षाकृत स्पष्ट रूप से स्पष्ट किया गया है, वह α-hemolysin है। हालांकि, चूंकि वे सभी हेमोलिटिक प्रोटीन हैं, इसलिए अधिकांश प्रक्रियाओं को सभी हेमोलिसिन के लिए सामान्य माना जाता है।

वैज्ञानिकों का सुझाव है कि बैक्टीरिया को हेमोलिसिन को पर्यावरण में स्रावित करने के लिए, उन्हें पोषक तत्व-खराब माइक्रोएन्वायरमेंट में होना चाहिए, इसलिए, यह एक तंत्र होगा जो लक्ष्य कोशिकाओं को नष्ट करने और उनके पोषक तत्वों को प्राप्त करने के लिए सेल को ट्रिगर करता है।

तंत्र को तीन चरणों में वर्णित किया गया है: कोशिका झिल्ली बंधन, सम्मिलन और ओलिगोमेराइजेशन।

झिल्ली बंधन

हेमोलिसिन को न्युट्रोफिल इंटीग्रिन से बांधने में सक्षम पाया गया है, और एरिथ्रोसाइट्स में इन प्रोटीनों को ग्लाइकोप्रोटीन, गैंग्लियोसाइड्स, और सेल झिल्ली ग्लाइकोफोरिन जैसे ग्लाइकोसिलेटेड घटकों को बांधने के लिए दिखाया गया है।

कुछ लेखकों का सुझाव है कि झिल्ली में रिसेप्टर्स की उपस्थिति हेमोलिसिन के बंधन के लिए आवश्यक नहीं है। किसी भी मामले में, प्रोटीन के सेलुलर फिर से खाने के तंत्र को अभी तक सटीकता के साथ नहीं जाना जाता है।

स्टैफिलोकोकस हेमोलिसिन प्रोटीन द्वारा गठित ट्रांसमेम्ब्रेन पोर (स्रोत: डिपोजिशन लेखक: गीत, एल।, होबॉ, एम।, शुस्ताक, सी।, चेले, एस।, बेले, एच।, गोकुक्स, जेई; विज़ुअलाइज़ेशन लेखक: उपयोगकर्ता: एस्ट्रोजन; विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

झिल्ली के साथ बातचीत दो चरणों में होती है:

- प्रारंभिक बाध्यकारी (प्रतिवर्ती): जब हेमोलिसिन झिल्ली के कैल्शियम-बाध्यकारी डोमेन से बांधता है। यह कदम सतह पर होता है और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के लिए अतिसंवेदनशील होता है।

- अपरिवर्तनीय जंक्शन: झिल्ली के हाइड्रोफोबिक यौगिकों के बीच भौतिक बंधन बनाने के लिए, लक्ष्य कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली की बाहरी परत के लिपिड घटकों के साथ अमीनो एसिड डोमेन में शामिल होता है।

झिल्ली में विष का प्रवेश

Mon-हेमोलिसिन पहले लिपिड मोनोलेयर में अवशेष 177 और 411 सम्मिलित करता है। बाह्य वातावरण में, हेमोलिसिन कैल्शियम आयनों के साथ जुड़ा हुआ है, जो इसमें एक संरचनात्मक व्यवस्था को प्रेरित करता है और इसकी सक्रियता में योगदान देता है।

यह सम्मिलन कोशिका झिल्ली के लिए अपरिवर्तनीय लगाव को मजबूत करता है। एक बार व्यवस्था हो जाने के बाद, हेमोलिसिन एक अभिन्न प्रोटीन बन जाता है क्योंकि, प्रयोगात्मक रूप से, यह दिखाया गया है कि झिल्ली से इसे निकालने का एकमात्र तरीका ट्रिटोन एक्स -100 जैसे डिटर्जेंट का उपयोग करके है।

oligomerization

जब सभी हेमोलिसिन को लक्ष्य कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली में डाला जाता है, तो इसे बनाने वाले 7 सबयूनिट्स का ओलिगोमेराइजेशन होता है, जो एक प्रोटीन छिद्र के निर्माण में समाप्त होता है, बहुत गतिशील लेकिन झिल्ली के लिपिड रचना पर निर्भर करता है।

यह देखा गया है कि ऑलिगोमेराइजेशन प्रक्रिया सेल झिल्ली के माइक्रोडोमेंस या लिपिड राफ्ट द्वारा इष्ट है। ये क्षेत्र प्रोटीन के बंधन के पक्ष में नहीं हो सकते हैं, लेकिन वे एक ही बार डाले जाने वाले ऑलिगोमेराइजेशन का पक्ष लेते हैं।

अधिक हेमोलिसिन झिल्ली में बांधता है, और अधिक छिद्र बनेंगे। इसके अलावा, हेमोलिसिन एक दूसरे (आसन्न लोगों) को ओलिगोमेराइज़ कर सकते हैं और बहुत बड़े चैनल बनाते हैं।

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