O hemolisina É uma pequena proteína que causa poros na membrana celular dos eritrócitos e algumas outras células do sangue de mamíferos. Geralmente é sintetizado e excretado por bactérias patogênicas.
Esta proteína é uma das toxinas microbianas mais comuns e a que foi mais bem estudada. Às vezes, pode causar anemia hemolítica, uma vez que o número de canais através dos quais o interior da célula sai pode até causar lise celular.
Geralmente, a hemolisina é uma toxina típica das espécies de Estreptococo do trato intestinal. Sua função permite que as bactérias rompam a barreira epitelial do trato intestinal e, assim, se movam através da corrente sanguínea para colonizar outros tecidos..
A forma mais comum em que a hemolisina é encontrada na natureza é na forma α-hemolisina. Esta proteína é um dos fatores de virulência mais importantes da maioria das cepas de Escherichia coli e alguns clostrídios.
A maioria das infecções do trato urinário é causada por cepas de Escherichia coli produzindo α-hemolisina com características hemolíticas.
A produção de hemolisina e bacteriocina em cepas bacterianas tem sido relacionada a um mecanismo de competição contra as outras espécies e a produção de ambas as toxinas parece depender dos mesmos determinantes genéticos no genoma da bactéria..
Índice do artigo
A hemolisina é composta por sete subunidades e o gene que a codifica tem sete promotores. Essas sete subunidades se inserem na membrana plasmática das células-alvo e, quando se unem, formam um canal iônico através do qual os metabólitos do interior da célula escapam..
A hemolisina é uma citotoxina extracelular dependente do cálcio (Ca + 2) que atua na membrana plasmática das células da corrente sanguínea. Os poros que ele cria na membrana também são hidrofílicos e fazem com que a água entre no interior da célula, o que pode levar à lise..
As hemolisinas são produtos proteicos típicos de bactérias gram-negativas e todas compartilham duas características:
1- A presença de um peptídeo muito pequeno (nonapeptídeo) composto por repetições dos aminoácidos glicina e ácido aspártico. Os nonapeptídeos da hemolisina estão localizados perto da porção C-terminal da estrutura primária da proteína.
2- Todas as hemolisinas são secretadas pelas bactérias para o ambiente extracelular através de um transportador do tipo ABC (ATP-Binding Cassette).
A produção de hemolisina é geralmente detectada em cepas bacterianas por meio do crescimento em meio de ágar sangue. No teste, um halo hemolítico é observado, um produto da quebra de glóbulos vermelhos próximo às colônias de bactérias.
Existem vários tipos diferentes de hemolisinas, estas são classificadas com uma letra grega no início do nome. As mais estudadas e comuns são as hemolisinas α, β e γ, todas produzidas pela cepa Staphylococcus aureus.
Os tipos de hemolisina são classificados de acordo com a gama de células que atacam e de acordo com a estrutura primária da proteína..
Esta proteína é típica de cepas de Staphylococcus aureus Y Escherichia coli; ataca neutrófilos, glóbulos vermelhos, linfócitos, macrófagos, fibroblastos adultos e embrionários. Interage com as cabeças polares dos lipídios da membrana plasmática dessas células para internalizar uma cauda hidrofóbica de cerca de 5 Ӑ dentro da membrana.
Produzida por Staphylococcus aureus Em menor extensão do que a α-hemolisina, a β-hemolisina ataca principalmente os eritrócitos e entra na membrana exclusivamente através dos domínios ricos em esfingomielina da membrana celular.
Também foi observado em Staphylococcus aureus. Foi classificada como proteína hemolítica e leucotoxina ao mesmo tempo, pois afeta células polimorfonucleares de humanos, monócitos, macrófagos e, raramente, até mesmo glóbulos vermelhos..
Este tipo de γ-hemolisina é um dos menos caracterizados, portanto, muito de seu mecanismo de ação é desconhecido e ainda não foi investigado. na Vivo.
O mecanismo de ação que foi elucidado com relativa clareza é o da α-hemolisina. No entanto, como são todas proteínas hemolíticas, acredita-se que a maioria dos processos seja comum a todas as hemolisinas..
Os cientistas sugerem que para as bactérias secretarem hemolisina no meio ambiente, elas devem estar em um microambiente pobre em nutrientes, portanto, esse seria um mecanismo que acionaria a célula para destruir as células-alvo e obter seus nutrientes..
O mecanismo foi descrito em três etapas: ligação à membrana celular, inserção e oligomerização..
Verificou-se que as hemolisinas são capazes de se ligar às integrinas de neutrófilos e, nos eritrócitos, essas proteínas se ligam a componentes glicosilados, como glicoproteínas, gangliósidos e glicoforinas da membrana celular..
Alguns autores sugerem que a presença de receptores na membrana não é essencial para que ocorra a ligação das hemolisinas. Em qualquer caso, o mecanismo de re-alimentação celular da proteína ainda não é conhecido com precisão..
A interação com a membrana ocorre em duas etapas:
- Ligação inicial (reversível): quando a hemolisina se liga aos domínios de ligação do cálcio da membrana. Esta etapa ocorre na superfície e é muito suscetível a descargas eletrostáticas..
- Ligação irreversível: une os domínios de aminoácidos com os componentes lipídicos da camada externa da membrana plasmática das células alvo, a fim de formar ligações físicas entre os compostos hidrofóbicos da membrana.
A Α-hemolisina insere os resíduos 177 e 411 na primeira monocamada de lipídeo. No ambiente extracelular, a hemolisina está associada aos íons cálcio, que induzem um arranjo estrutural no mesmo e contribuem para sua ativação..
Esta inserção consolida o apego irreversível à membrana celular. Uma vez ocorrido o arranjo, a hemolisina passa a ser uma proteína integral, pois, experimentalmente, foi demonstrado que a única forma de extraí-la da membrana é por meio do uso de detergentes como o Triton X-100.
Quando toda a hemolisina foi inserida na membrana plasmática das células-alvo, ocorre a oligomerização das 7 subunidades que a compõem, o que culmina na formação de um poro protéico, muito dinâmico, mas dependente da composição lipídica da membrana ..
Observou-se que o processo de oligomerização é favorecido pelos microdomínios ou jangadas lipídicas da membrana celular. Essas regiões podem não favorecer a ligação da proteína, mas favorecem sua oligomerização uma vez inserida..
Quanto mais hemolisinas se ligam à membrana, mais poros se formam. Além disso, as hemolisinas podem oligomerizar umas às outras (adjacentes) e formar canais muito maiores..
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