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赤痢菌

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大腸菌の志賀毒素

赤痢菌1型は細菌性赤痢を引き起こし、古典的な志賀毒素(Stx)を産生する。 ヒトまたは動物で疾患を産生する病原性大腸菌の中には、Stxと密接に関連する毒素（現在はStx1およびStx2と命名されている）を産生するものもある。 これらの大腸菌の志賀毒素は、以前は志賀様毒素（SLT）またはVero毒素（VT）と呼ばれていました。 ヒトにおいて出血性大腸炎および溶血性尿毒症症候群を引き起こす大腸菌（enterohemorrhagic E. 大腸菌）は、典型的には、Stx1、Stx2、またはその両方を中程度から大量に産生し、ブタの浮腫疾患を引き起こす大腸菌は、Stx2Eと呼ばれるStx2の変異体を産生する。

滋賀毒素の分類は、それらの抗原性、アミノ酸配列、および生化学的特性に基づいている。 Stx1とStxは抗原的に区別できず、単一の保存的アミノ酸置換によって異なる。 Stx2およびStx2EはStx/Stx1と抗原的に交差反応しないが、それらは互いに部分的な抗原交差反応性を示す。 Stx2およびStx2Eのアミノ酸配列は、Stx/Stx1よりも互いに相同である。 Stx2cおよびStx2Dと命名されたStx2の追加の変異体が特徴付けられている。 Stx2Dの生物学的活性は、Stx2、Stx2CおよびStx2Eの生物学的活性は、ヒト腸粘液の存在下で毒素をインキュベートすることによって活性化される。

Stx1およびStx2をコードするオペロンは、EHECの異なるファージ上に位置し、個々のEHEC株は、Stx1のみ、Stx2の1つ以上の変異体、またはStx1およびStx2の S.dysenteriaeタイプ1のStxとEのStx2Eのオペロン。 大腸菌は細菌の染色体上に位置しています。 大腸菌によるs.dysenteriae1型およびStx1によるStxの合成は、成長培地中の高濃度の鉄によって阻害され、この鉄依存的抑制は毛皮によって媒介される。 対照的に、大腸菌によるStx2およびStx2Eの合成は、鉄によって調節されない。

stx1のプロトタイプ変換ファージは、H19AおよびH19Bと命名され、英国での乳児下痢の発生から得られたEHEC株H19（O26：H11）から単離された。 形態学的には、これらのファージは、非収縮性、柔軟性、長い尾部および六角形の頭部を有する。 DNAハイブリダイゼーションは、ファージH19Bがコリファージlambdaと部分的に相同であることを明らかにした。 ファージH19Bでは、Stx1をコードする遺伝子は、ファージ付着遺伝子座から遠くに位置しています。 933Wと命名されたStx2のためのプロトタイプ変換ファージは、Stx1とStx2の両方を生成するEHEC株933（O157：H7）から単離された。 ファージ933WはH19ファージと形態学的に区別され、非常に短い、非収縮性の尾を持っています。 もともとEHEC株933から報告されたStx1指定933Jの変換ファージは、ファージH19Aと区別できず、二つの研究室で株933からファージを回復するために、その後の試 ハイブリダイゼーション実験では、EHEC株933は、ファージH19AからのDNAと相同である配列を含むことを示し、EHEC株933は、ファージH19Aに関連するStx1の欠陥の変換ファージを含むことができる可能性を高めた。

StxとEの志賀毒素。 大腸菌は、一つのaポリペプチドと五つの同一のBポリペプチドを持つすべてのオリゴマータンパク トリプシンへの毒素の暴露および鎖内ジスルフィド結合の還元は、ポリペプチドを断片A1およびA2に変換する。 Ｂポリペプチドは、感受性細胞の原形質膜中の特定のスフィンゴ脂質受容体に結合する。 Stx、Stx1およびStx2のための好まれた受容器はglobotriaosylceramide(Gb3)であるが、Stx2Eのための好まれた受容器はglobotetraosylceramide(Gb4)である。 これらの特定の糖脂質への毒素の結合は受容器仲介されたendocytosis、上塗を施してあるピットによって通風管、およびゴルジおよび小胞体への毒素の逆行 A1フラグメントは、エンドソームの酸性化に依存しないメカニズムによって、おそらく小胞体から、サイトゾルに移動されます。 中毒の最後のステップは、フラグメントA001の高度に特異的なRNA N-グリコシダーゼ活性による60sリボソームサブユニットの28S rRNAからの特定のアデニン残基の除去によって引き起こされるタンパク質合成の阻害である。 StxのA1フラグメントおよび大腸菌の滋賀毒素の細胞内作用はリシンのそれと同一であり、これらの毒素の活性部位は相同構造を有する。 X線結晶学はまた、Stx/Stx1のBポリペプチドとアミノ酸配列相同性の欠如にもかかわらず、大腸菌の熱不安定なエンテロトキシン間の保存された三次元

赤痢の病因における志賀毒素の役割は不明である。 S. 赤痢菌1型および他の種の赤痢菌は、血まみれの粘液性下痢および結腸炎症を特徴とする細菌性赤痢を引き起こすが、ヒトまたはサルにおけるS.dysenteriae1型によって引き起こされる赤痢は、典型的には、S.dysenteriae1型変異体または志賀毒素をほとんどまたはまったく産生しない他の赤痢菌によって引き起こされる赤痢よりも重度である。 これらの結果から，志賀毒素は赤痢の病因に必須ではなく，疾患の重症度に寄与することが示唆された。

疫学的証拠は、ehecを出血性大腸炎の原因として明確に同定しているが、その疾患の病因におけるStx1およびStx2の役割は明確に定義されていない。 同様に、溶血性尿毒症症候群は、明らかに高レベルのStx1、Stx2またはその両方を産生する大腸菌によって引き起こされる感染の後遺症であるが、溶血性尿毒症症候群を有するヒトで観察される病理を正確に複製する動物モデルはまだ入手できない。 しかし、細菌性赤痢、出血性大腸炎、溶血性尿毒症症候群に関する多数の研究からの新たなコンセンサスは、Stxまたは大腸菌の関連毒素によって引き起こ 浮腫の病気の場合には、ブタへの浄化されたStx2Eの注入は自然発生する病気をまねます。 したがって、データは、Stx2Eが浮腫疾患の病因において直接的かつ支配的な役割を有することを説得力がある。