ออโตไลซิน
ออโตไลซิน เป็น เอนไซม์ไลติกภายในเซลล์ที่ทำลายส่วนประกอบของเพปติโดไกลแคน ใน เซลล์ชีวภาพซึ่งช่วยให้เซลล์ลูกแยกออกจากกันได้หลังจากการแบ่งเซลล์[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]พวกมันมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของเซลล์ การเผาผลาญผนังเซลล์ การแบ่งและการแยกเซลล์ รวมถึงการหมุนเวียนของเพปติโดไกลแคน และมีหน้าที่คล้ายกับไลโซไซม์[ 6 ]
ออโตไลซินเกิดขึ้นจากยีนตั้งต้น Atl อะมิเดส (EC 3.5.1.28) แกมเมโทไลซิน (EC 3.4.24.38) และกลูโคซามินิเดสถือเป็นออโตไลซินประเภทหนึ่ง[ 4 ] [ 6 ]
หน้าที่และกลไก
ออโตไลซินมีอยู่ในแบคทีเรีย ทั้งหมด ที่มีเพปติโดไกลแคนและอาจถูกพิจารณาว่าเป็นเอนไซม์ที่ทำให้เกิดการตายได้หากไม่ได้รับการควบคุม[ 7 ]พวกมันจะกำหนดเป้าหมายไปที่พันธะไกลโคไซด์ รวมถึงเปปไทด์ที่เชื่อมโยงกันของเมทริกซ์เพปติโดไกลแคน[ 8 ]เมทริกซ์เพปติโดไกลแคนทำหน้าที่ในการรักษาเสถียรภาพของผนังเซลล์เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงของแรงดันเต่ง และทำหน้าที่ในการป้องกันภูมิคุ้มกัน[ 9 ] [ 10 ]เอนไซม์เหล่านี้จะสลายเมทริกซ์เพปติโดไกลแคนเป็นส่วนเล็กๆ เพื่อให้เกิดการสังเคราะห์เพปติโดไกลแคนใหม่[ 4 ]ออโตไลซินจะสลายเพปติโดไกลแคนเก่า ซึ่งช่วยให้เกิดการสร้างเพปติโดไกลแคนใหม่สำหรับการเจริญเติบโตและการยืดตัวของเซลล์ กระบวนการนี้เรียกว่าการหมุนเวียนของผนังเซลล์[ 6 ]ออโตไลซินทำเช่นนี้โดยการไฮโดรไลซ์พันธะไกลโคไซด์ β-(1,4) ของผนังเซลล์เพปติโดไกลแคนและการเชื่อมโยงระหว่างสารตกค้าง N-อะเซทิลมูราโมอิลและสารตกค้างกรดอะมิโน L ของไกลโคเปปไทด์ผนังเซลล์บางชนิด[ 4 ]เอนไซม์นี้เร่งปฏิกิริยาเคมีต่อไปนี้:
- การแตกตัวของโปรตีนที่อุดมด้วยโพรลีนและไฮดรอกซีโพรลีน ใน ผนังเซลล์ของ Chlamydomonas ; รวมถึงการแตกตัวของอะโซเคซีน เจลาตินและLeu-Trp-Met-Arg-Phe-Ala ด้วย
ไกลโคโปรตีนชนิดนี้มีอยู่ในเซลล์สืบพันธุ์ของ Chlamydomonas reinhardtii
แบคทีเรีย แกรมบวกควบคุมออโตไลซินด้วย โมเลกุล ของกรดเทโคอิกที่ยึดติดกับเตตระเปปไทด์ของเมทริกซ์เพปติโดไกลแคน
ยาปฏิชีวนะคอมเพลสตาตินและคอร์โบไมซินป้องกันไม่ให้ออโตไลซินปรับโครงสร้างผนังเซลล์โดยการจับกับเปปติโดไกลแคน จึงหยุดการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย[ 11 ]พันธะอะไมด์ระหว่างก้านเปปไทด์และหมู่แลคติลของสารตกค้างมูราโมอิลจะถูกตัดโดยN-acetylmuramoyl-l-alanine amidasesและมีส่วนร่วมในการแยกเซลล์และการแยกตัวของผนังกั้นเซลล์[ 4 ]มีออโตไลซิน 5 ชนิดที่ช่วยในการแยกเซลล์ลูก ได้แก่ LytC, LytD, LytE และ LytF [ 6 ]
จากการศึกษาวิจัยในหนูทดลอง พบว่าหนูที่ได้รับการฉีดวัคซีนด้วยออโตไลซินสามารถมีชีวิตรอดได้นานกว่าหนูที่ติดเชื้อ การศึกษาวิจัยนี้จึงเป็นหลักฐานสนับสนุนบทบาทของออโตไลซินในการก่อโรคและศักยภาพในการเป็นแอนติเจนวัคซีน[ 12 ]
การสลายตัวของเซลล์แม่
LytC และ CwlC เป็นอะมิเดส สองชนิด จากตระกูล LytC ที่ไฮโดรไลซ์เพปติโดไกลแคนของผนังเซลล์แม่เพื่อให้เอนโดสปอร์ที่เจริญเต็มที่ถูกปล่อยออกมา CwlC พบได้โดยตรงในผนังเซลล์แม่[ 6 ]
การเคลื่อนไหว
การแสดงออกของยีน lytC, lytD และ lytF ร่วมกันนำไปสู่การเคลื่อนที่ของแฟลเจลลาและถูกควบคุมโดยกิจกรรมของปัจจัยซิกมาเคโมแท็กซิส σ Dกิจกรรมของปัจจัยซิกมานี้จะถึงจุดสูงสุดในช่วงเริ่มต้นของระยะคงที่[ 6 ]
ความร้ายแรงที่อาจเกิดขึ้น
ออโตไลซินถูกผลิตขึ้นตามธรรมชาติโดยแบคทีเรียที่มีเพปติโดไกลแคน แต่ปริมาณที่มากเกินไปจะทำให้เมทริกซ์เพปติโดไกลแคนเสื่อมสภาพและทำให้เซลล์แตกเนื่องจากแรงดันออสโมติกการศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าผลพลอยได้จากออโตไลซินระหว่างการสลายตัวของผนังเซลล์มีฤทธิ์กระตุ้นภูมิคุ้มกันสูง[ 12 ]เมื่อสังเกตในแบคทีเรียBacillus subtilis พบว่า มีปริมาณออโตไลซินที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตในผนังเซลล์[ 6 ]ในStreptococcus pneumoniaeพบว่า N-acetylmuramoyl-l-alanine amidase ซึ่งเป็นออโตไลซินของผนังเซลล์ สามารถช่วยในการก่อโรคได้เนื่องจากความสามารถในการสลายผนังหรือสลายส่วนหนึ่งของนิวโมค็อกซีที่บุกรุกและปล่อยสารพิษที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตเข้าไปในเซลล์ นักวิจัยได้ศึกษาหน้าที่ โครงสร้าง และความสามารถในการโคลนนิ่งผ่านEscherichia coliและยังได้กำหนดลำดับนิวคลีโอไทด์ของมันด้วย[ 12 ]
ครอบครัว
ตระกูลอะมิเดส LytC
ไลต์ซี
LytC และ LytD ถือเป็นออโตไลซินหลักสองชนิดที่สนับสนุนการเจริญเติบโตของผนังเซลล์พืช และคิดเป็น 95% ของกิจกรรมออโตไลติกใน B. subtilis LytC พบได้ในผนังเซลล์ LytB ซึ่งไม่ใช่ออโตไลซิน พบว่าช่วยเพิ่มกิจกรรมของ LytC [ 6 ] LytC และ LytA มีปฏิสัมพันธ์และทำงานร่วมกันเพื่อการสลายตัวและการตายของเซลล์[ 13 ]
ซีดับเบิลยูซี
CwlC พบในผนังเซลล์แม่และทำหน้าที่สลายผนังเซลล์แม่[ 6 ] CwlC ไม่มีลำดับสัญญาณ แต่มีส่วนร่วมในการสร้างสปอร์ในระยะหลังและมีอยู่ในผนังเซลล์[ 14 ] [ 15 ]พบใน B. subtilis ว่า CwlC สามารถไฮโดรไลซ์ทั้งผนังเซลล์พืชและเพปติโดไกลแคนของสปอร์ได้[ 14 ]
ตระกูลกลูโคซามินิเดส LytD
ตระกูลออโตไลซินนี้ประกอบด้วย LytD เพียงอย่างเดียว LytD ทำหน้าที่ในการเจริญเติบโตแบบพืช กิจกรรมออโตไลติกพบได้ในบริเวณปลาย C โดยมีโดเมนเร่งปฏิกิริยาที่คล้ายคลึงกับโดเมนกลูโคซามินิเดส LytD พบได้ในผนังเซลล์ กิจกรรมของ LytD ได้รับการศึกษาใน B. subtilis และพบกิจกรรมกลูโคซามินิเดสในสายไกลแคนที่เจริญเต็มที่เนื่องจากการมีอยู่ของ MurNAc ที่ปลายที่ไม่ลดรูป[ 6 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- Gametolysin ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา