Colicin
| Kolicinstruktur | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 av TolB i komplex med en peptid av colicin e9 t-
| |||||||||
| domänidentifierare | |||||||||
| Symbol | Colicin | ||||||||
| Pfam | PF03515 | ||||||||
| Pfam klan | CL0446 | ||||||||
| InterPro | IPR003058 | ||||||||
| SCOP2 | 1jch / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
Ett colicin är en typ av bakteriocin som produceras av och är giftig för vissa stammar av Escherichia coli . Koliciner släpps ut i miljön för att minska konkurrensen från andra bakteriestammar . Koliciner binder till yttre membranreceptorer och använder dem för att translokera till cytoplasman eller cytoplasmans membran, där de utövar sin cytotoxiska effekt, inklusive depolarisering av det cytoplasmatiska membranet, DNas -aktivitet, RNas -aktivitet eller hämning av mureinsyntes .
Strukturera
Kanalbildande koliciner (colicin A, B, El, Ia, Ib och N) är transmembranproteiner som depolariserar det cytoplasmatiska membranet, vilket leder till förlust av cellulär energi. Dessa koliciner innehåller minst tre domäner: en N-terminal translokationsdomän som ansvarar för rörelse över det yttre membranet och periplasmatiska utrymmet ; en central domän ansvarig för receptorigenkänning; och en C-terminal cytotoxisk domän ansvarig för kanalbildning i det cytoplasmatiska membranet. En domän reglerar målet och binder till receptorn på den känsliga cellen. Den andra är inblandad i translokation och samordnar målcellens maskineri. Den tredje är den "dödande" domänen och kan producera en por i målcellsmembranet eller fungera som ett nukleas för att hacka upp målcellens DNA eller RNA . [ citat behövs ]
Translokation
De flesta koliciner kan translokera det yttre membranet med ett tvåreceptorsystem, där en receptor används för den initiala bindningen och den andra för translokation. Den initiala bindningen är till cellytreceptorer såsom de yttre membranproteinerna OmpF, FepA, BtuB, Cir och FhuA; coliciner har klassificerats efter vilka receptorer de binder till. Närvaron av specifika periplasmatiska proteiner, såsom TolA, TolB, TolC eller TonB, krävs för translokation över membranet. Cloacin DF13 är ett bakteriocin som inaktiverar ribosomer genom att hydrolysera 16S RNA i 30S ribosomer på ett specifikt ställe.
Motstånd
Eftersom de riktar sig mot specifika receptorer och använder specifika translokationsmaskiner, kan celler göra sig resistenta mot kolicin genom att undertrycka eller ta bort generna för dessa proteiner. Sådana resistenta celler kan lida av bristen på ett nyckelnäringsämne (som järn eller ett B-vitamin ), men gynnas av att inte dödas. Koliciner uppvisar en "1-hit killing kinetic" [ citat behövs ] vilket inte nödvändigtvis betyder att en enda molekyl är tillräcklig för att döda, men definitivt att det bara krävs ett litet antal. I sitt Nobelpristagaretal 1969 spekulerade Salvador E. Luria att koliciner bara kunde vara så toxiska genom att orsaka en dominoeffekt som destabiliserade cellmembranet. Han hade inte helt rätt, men porbildande koliciner depolariserar membranet och eliminerar därmed energikällan för cellen. Kolicinerna är mycket effektiva toxiner . [ citat behövs ]
Genetisk organisation
Praktiskt taget alla koliciner bärs på plasmider . De två allmänna klasserna av kolicinogene plasmider är stora plasmider med lågt antal kopior och små plasmider med högt antal kopior. De större plasmiderna bär på andra gener, såväl som kolicinoperonet. Kolicinoperonerna är i allmänhet organiserade med flera stora gener . Dessa inkluderar en immunitetsgen, en kolicinstrukturgen och en gen för bakteriocinfrisättningsprotein (BRP), eller lysis . Immunitetsgenen produceras ofta konstitutivt, medan BRP i allmänhet endast produceras som en genomläsning av stoppkodonet på den strukturella kolicingenen. Kolicinet i sig undertrycks av SOS-svaret och kan också regleras på andra sätt. [ citat behövs ]
Att behålla kolicinplasmiden är mycket viktigt för celler som lever med sina släktingar, för om en cell förlorar immunitetsgenen blir den snabbt föremål för förstörelse genom att kolicin cirkulerar. Samtidigt frigörs kolicin endast från en producerande cell genom användning av lysproteinet, vilket resulterar i att cellen dör. Denna självmordsproduktionsmekanism verkar vara mycket kostsam, förutom det faktum att den regleras av SOS-svaret , som svarar på betydande DNA- skador. Kort sagt, kolicinproduktion kan bara förekomma i dödligt sjuka celler. Professor Kleanthous Research Group vid University of Oxford studerar koliciner omfattande som ett modellsystem för att karakterisera och undersöka protein-protein-interaktioner och igenkänning.
BACTIBASE-databasen är en öppen databas för bakteriociner inklusive koliciner ( se fullständig lista) .