細(xì)菌蛋白毒素

細(xì)菌蛋白毒素

BacterialProteinToxins1整理ppt天然蛋白毒素植物毒素海洋毒素真菌毒素動物毒素細(xì)菌毒素蛇毒、蝎毒蓖麻毒素相思子毒素河豚毒素芋螺毒素A-Sarcin

白喉毒素霍亂毒素2整理ppt一.細(xì)菌毒素的定義

細(xì)菌毒素：指單一或復(fù)合蛋白及肽(偶爾與碳水化合物或脂的一局部有關(guān))和細(xì)菌性脂多糖〔LPS〕的集合。局限性：從細(xì)菌毒素領(lǐng)域里排除了下例物質(zhì)(1)由細(xì)菌產(chǎn)生的毒素性非肽類低分子量分子;(2)本身是非毒素性的(如結(jié)核菌素和鼻疽菌素),但因?qū)е逻^敏性或免疫病理性損害的細(xì)菌性物質(zhì);(3)本身是非毒素性的(如透明質(zhì)酸酶和蛋白酶),但可作為強(qiáng)力因素而起到加強(qiáng)毒素的毒效作用的細(xì)菌酶和其它蛋白質(zhì)。3整理ppt二.細(xì)菌毒素分類脂多糖毒素〔細(xì)菌內(nèi)毒素〕蛋白質(zhì)毒素和肽類毒素細(xì)胞結(jié)合毒素外毒素細(xì)菌毒素存在細(xì)胞胞漿或胞質(zhì)內(nèi),或連接細(xì)胞膜，一旦細(xì)胞溶解,這些毒素可在周環(huán)境中釋放出來c+和c-細(xì)菌,在活躍生長期或接近生長周期末期,通過細(xì)胞外膜后釋放的蛋白質(zhì)毒素和肽類毒素的約70%是外毒素。4整理ppt三.外毒素〔exotoxin〕1.形成方式：大多數(shù)外毒素是產(chǎn)毒菌進(jìn)行新陳代謝過程中在細(xì)胞內(nèi)合成后分泌到菌體外的，外毒素這一名稱就是這樣得來的。少數(shù)外毒素合成后保存在體內(nèi)，等菌死亡溶潰后才釋放至周圍環(huán)境中的，痢疾志賀菌和腸產(chǎn)毒素型大腸埃希氏菌的外毒素就屬于這種類型。5整理ppt2.特點(diǎn)來源：多數(shù)G+菌，少數(shù)G-菌化學(xué)性質(zhì)：蛋白質(zhì)最小多肽不穩(wěn)定：對熱〔大多數(shù)不耐熱，60℃30min即可滅活〕，酸和蛋白酶敏感例外：葡萄球菌腸毒素是例外，假設(shè)食品被葡萄球菌污染產(chǎn)生腸毒素后，即使在100℃的高溫下加熱30min，食后仍能發(fā)生食物中毒。6整理ppt毒性作用：強(qiáng)最強(qiáng)的肉毒毒素1mg純品能殺死2億只小鼠，其毒性比化學(xué)毒劑氰化鉀還要大1萬倍。-通常只有毒性菌株才能產(chǎn)生毒素，而非毒性菌株不能產(chǎn)生毒素。Bacterialproteintoxinsarethemostpowerfulhumanpoisonsknownandretainhighactivityatveryhighdilutions.Thelethalityofthemostpotentbacterialexotoxinsiscomparedtothelethalityofstrychnine,snakevenom,andendotoxininTable1below.7整理pptLETHALITYOFBACTERIALPROTEINTOXINSToxinToxicDose(mg)

中毒計(jì)量HostStrychnineRatio番木鱉堿Endotoxin(LPS)SnakeVenomBotulinumtoxin肉毒毒素

0.8x10-8Mouse

3x106

3x107

3x105Tetanustoxin破傷風(fēng)毒素4x10-8Mouse

1x106

1x107

1x105Shigatoxin志賀毒素2.3x10-6Rabbit

1x106

1x107

1x105Diphtheriatoxin白喉毒素6x10-5Guineapig

2x103

2x104

2x1028整理ppt免疫原性:強(qiáng)外毒素能刺激宿主免疫系統(tǒng)產(chǎn)生良好的免疫應(yīng)答反響，形成能中和外毒素毒性的特異性免疫球蛋白—抗毒素?？苟舅啬苤泻屯舛舅厥蛊錈o毒。外毒素用甲醛處理后，脫毒變成類毒素，但仍保持抗原性。選擇性：強(qiáng)高度生物活性，類似酶催化的作用方式對底物具有高度選擇性作用模式高度專一只攻擊特定的細(xì)胞損傷位點(diǎn)顯示毒素作用位點(diǎn)

9整理ppt3.毒素的分類根據(jù)毒素的結(jié)構(gòu)和功能分類根據(jù)外毒素的結(jié)構(gòu)和功能可分為3個(gè)類型

A—B毒素膜損傷毒素超抗原毒素10整理pptA—B毒素

毒素由A、B兩個(gè)局部構(gòu)成，多數(shù)細(xì)菌毒素屬于此類。A—B局部之間的結(jié)合可用酶切開，但兩局部仍以二硫鍵〔一S—S一〕連接。11整理pptA-B模式：具有A、B亞單位結(jié)構(gòu)A亞單位--決定毒性B亞單位--結(jié)合活性局部，與靶細(xì)胞上受體結(jié)合〔無毒性〕。A亞單位毒性成分毒素的活性中心，決定毒素毒性效應(yīng)免疫原性弱B亞單位結(jié)合成分與靶細(xì)胞上受體結(jié)合并協(xié)助A亞單位穿過細(xì)胞膜免疫原性強(qiáng)毒素的完整結(jié)構(gòu)是致病的必備條件12整理pptB亞單位：

可單獨(dú)與細(xì)胞膜結(jié)合，并阻斷完整毒素的結(jié)合，B亞單位刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體，阻斷完整毒素結(jié)合細(xì)胞，為良好的亞單位疫苗。13整理pptA-Btoxins14整理ppt主要外毒素的結(jié)構(gòu)成分毒素名稱結(jié)合成分毒性成分霍亂腸毒素B亞單位（5）A亞單位大腸桿菌不耐熱腸毒素B亞單位（5）A亞單位白喉外毒素B鏈A鏈綠膿桿菌外毒素B片段A片段破傷風(fēng)痙攣毒素重鏈/β鏈輕鏈/α鏈肉毒毒素重鏈/β鏈輕鏈/α鏈15整理ppt

AB5型

16整理pptb)膜損傷毒素〔membrancedisruptingtype)

又名穿孔毒素〔pore-formingtoxin)，該類毒素也有兩種不同作用機(jī)理：一種為蛋白質(zhì)毒素插入到寄主細(xì)胞質(zhì)膜，形成腔或孔直接同細(xì)胞質(zhì)連接。因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)細(xì)胞質(zhì)的滲透壓比外環(huán)境高，寄主體內(nèi)組織中的水便會通過腔或孔大量涌入寄主細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞膨脹，甚至破裂。17整理ppt膜破壞毒素外毒素通道形成18整理pptSOMEPORE-FORMINGBACTERIALTOXINSToxinBacterialsourceTargetDisease菌容素O產(chǎn)氣莢膜梭菌膽固醇?xì)庑詨木胰苎舅卮竽c埃希菌細(xì)胞膜泌尿道感染李斯特菌溶胞素李斯特菌膽固醇系統(tǒng)性;腦膜炎炭疽EF炭疽桿菌細(xì)胞膜炭疽熱a-毒素金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜膿腫肺炎球菌溶血素肺炎鏈球菌膽固醇肺炎、中耳炎鏈球菌溶血素O化膿性鏈球菌膽固醇鏈球菌性喉炎；膿毒性咽喉炎殺白細(xì)胞素金黃色釀膿葡萄球菌噬菌細(xì)胞膜

化膿性感染19整理ppt

膜損傷毒素

2.另一種損傷膜的毒素主要是酶類，例如磷脂酶，可以去除磷脂局部的電荷，使寄主細(xì)胞的磷脂雙層結(jié)構(gòu)破壞，造成細(xì)胞裂解。這類膜損傷毒素有時(shí)也叫溶血素。20整理pptc)超抗原毒素〔superantigen〕主要是葡萄球菌腸毒素、鏈球菌致熱性外毒素21整理pptB.細(xì)菌外毒素對宿主細(xì)胞的親嗜性和

作用方式不同

●神經(jīng)毒素〔neurotoxin〕●細(xì)胞毒素〔cytotoxin〕●腸毒素〔enterotoxin〕22整理ppt類型細(xì)菌外毒素疾病作用機(jī)制癥狀和體征神經(jīng)毒素破傷風(fēng)梭菌痙攣毒素破傷風(fēng)阻斷上下神經(jīng)元間正常抑制性神經(jīng)沖動傳遞骨骼肌強(qiáng)直肉毒梭菌肉毒毒素肉毒中毒抑制膽堿能運(yùn)動神經(jīng)釋放乙酰膽堿肌肉松弛麻痹細(xì)胞毒素白喉?xiàng)U菌白喉毒素白喉抑制細(xì)胞蛋白質(zhì)合成腎上腺出血心肌損傷、外周神經(jīng)麻痹葡萄球菌表皮剝脫毒素燙傷樣皮膚綜合征表皮與真皮脫離表皮剝脫性病變A型鏈球菌致熱外毒素猩紅熱破壞毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞猩紅熱皮疹23整理ppt類型細(xì)菌外毒素疾病作用機(jī)制癥狀和體征腸毒素霍亂弧菌腸毒素霍亂激活腸粘膜腺苷環(huán)化酶,增高細(xì)胞內(nèi)cAMP水平小腸上皮細(xì)胞內(nèi)水分和Na+大量丟失、腹瀉、嘔吐產(chǎn)腸毒素大腸桿菌腸毒素腹瀉不耐熱腸毒素同霍亂腸毒素,耐熱腸毒素使細(xì)胞內(nèi)cGMP增高同霍亂腸毒素產(chǎn)氣莢膜梭菌腸毒素食物中毒同霍亂腸毒素嘔吐、腹瀉金黃色葡萄球菌腸毒素食物中毒作用于嘔吐中樞嘔吐為主、腹瀉24整理ppt

神經(jīng)毒素--破傷風(fēng)痙攣毒素

破傷風(fēng)桿菌新生兒破傷風(fēng)25整理ppt破傷風(fēng)梭菌引起的肌肉痙攣26整理ppt作用機(jī)制破傷風(fēng)痙攣毒素對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有高度親和力，與其細(xì)胞外表神經(jīng)節(jié)苷脂〔GM1〕結(jié)合，進(jìn)入細(xì)胞后通過輕鏈毒性封閉突觸上抑制性介質(zhì)的釋放，導(dǎo)致伸肌，屈肌同時(shí)強(qiáng)烈收縮、肌肉強(qiáng)直痙攣。破傷風(fēng)痙攣毒素的毒性僅次于肉毒毒素，當(dāng)其含量尚不能引起免疫時(shí)即足以致病，而毒素與神經(jīng)突觸的結(jié)合是不可逆的，一般治療無效，因此該病的免疫預(yù)防特別重要。27整理ppt

神經(jīng)毒素—肉毒毒素

肉毒桿菌〔Cl.botulinum〕在自然界分布廣泛，本菌在厭氧環(huán)境中能產(chǎn)生強(qiáng)烈的肉毒毒素〔botulin〕。假設(shè)誤食此毒素污染的食物，可發(fā)生肉毒中毒，引起特殊的中毒病癥，病死率很高。

肉毒毒素是目前化學(xué)毒物和生物毒物中毒性最強(qiáng)的一種。對人致死量為1-2μg。lmg肉毒毒素純品能殺死2億只小鼠，毒性比KCN大1萬倍。28整理ppt作用機(jī)制

肉毒毒素具有嗜神經(jīng)性，進(jìn)入機(jī)體后作用于腦及周圍神經(jīng)末梢的肌肉接頭處，在神經(jīng)肌肉接頭處不可逆地與突觸前受體結(jié)合，抑制乙酰膽堿的釋放，從而產(chǎn)生可逆性的橫紋肌緩和性麻痹，使眼和咽肌等麻痹，引起眼瞼下垂、復(fù)視、斜視、吞咽困難等，嚴(yán)重者可因呼吸麻痹而死，直至受體重新表達(dá)。29整理ppt類型細(xì)菌外毒素疾病作用機(jī)制癥狀和體征神經(jīng)毒素破傷風(fēng)梭菌痙攣毒素破傷風(fēng)阻斷上下神經(jīng)元間正常抑制性神經(jīng)沖動傳遞骨骼肌強(qiáng)直肉毒梭菌肉毒毒素肉毒中毒抑制膽堿能運(yùn)動神經(jīng)釋放乙酰膽堿肌肉松弛麻痹細(xì)胞毒素白喉?xiàng)U菌白喉毒素白喉抑制細(xì)胞蛋白質(zhì)合成腎上腺出血心肌損傷、外周神經(jīng)麻痹葡萄球菌表皮剝脫毒素燙傷樣皮膚綜合征表皮與真皮脫離表皮剝脫性病變A型鏈球菌致熱外毒素猩紅熱破壞毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞猩紅熱皮疹30整理ppt細(xì)胞毒素—白喉毒素

白喉?xiàng)U菌白喉兒童31整理ppt致病物質(zhì)白喉外毒素：只有攜帶β棒狀桿菌噬菌體的溶原性白喉?xiàng)U菌才能產(chǎn)生外毒素。結(jié)構(gòu)：經(jīng)胰酶水解成A亞單位和B亞單位B亞單位有結(jié)合和轉(zhuǎn)位功能，本身無毒A亞單位上有1個(gè)催化區(qū)，通過對延伸因子2〔EF-2〕的滅活抑制敏感細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成，低鐵環(huán)境下易產(chǎn)生。32整理ppt溶原性轉(zhuǎn)換33整理ppt白喉毒素作用機(jī)制34整理ppt類型細(xì)菌外毒素疾病作用機(jī)制癥狀和體征腸毒素霍亂弧菌腸毒素霍亂激活腸粘膜腺苷環(huán)化酶,增高細(xì)胞內(nèi)cAMP水平小腸上皮細(xì)胞內(nèi)水分和Na+大量丟失、腹瀉、嘔吐產(chǎn)腸毒素大腸桿菌腸毒素腹瀉不耐熱腸毒素同霍亂腸毒素,耐熱腸毒素使細(xì)胞內(nèi)cGMP增高同霍亂腸毒素產(chǎn)氣莢膜梭菌腸毒素食物中毒同霍亂腸毒素嘔吐、腹瀉金黃色葡萄球菌腸毒素食物中毒作用于嘔吐中樞嘔吐為主、腹瀉35整理ppt腸毒素—霍亂毒素霍亂弧菌霍亂36整理ppt圖1:霍亂毒素〔CT〕腺苷環(huán)化酶〔潛在性〕神經(jīng)節(jié)苷酯〔GM1〕圖2:霍亂腸毒素與神經(jīng)節(jié)苷酯結(jié)合BB作用機(jī)制37整理ppt圖3：A亞單位與整個(gè)毒素分離。圖4：

A亞單位與整個(gè)毒素完全分離38整理pptNADADP-RiboseGTPA1A2圖6：激活細(xì)胞環(huán)磷酸腺苷介質(zhì)系統(tǒng)。圖5：A1部份與A2部份分離A2A1A1片段具有二磷酸腺苷〔ＡＤＰ)－核糖基轉(zhuǎn)移酶活性，使煙酰胺腺嘌呤二核苷酸別離出ＡＤＰ－核糖轉(zhuǎn)移到三磷酸鳥嘌呤核苷〔ＧＴＰ〕結(jié)合蛋白中39整理pptA1A2GTPGDPATPcAMPADP-Ribose------圖7:激活細(xì)胞環(huán)磷酸腺苷介質(zhì)系統(tǒng)ＡＤＰ－核糖能夠抑制Ｇ蛋白a亞基的ＧＴＰ酶活性，阻止ＧＴＰ水解，導(dǎo)致腺苷酸環(huán)化酶持續(xù)活化，使三磷酸腺苷不斷轉(zhuǎn)化為環(huán)磷酸腺苷〔cＡＭＰ〕。細(xì)胞內(nèi)cＡＭＰ濃度持續(xù)升高，刺激隱窩細(xì)胞分泌水、氯化物、碳酸氫鹽的功能加強(qiáng)。同時(shí)抑制絨毛細(xì)胞對鈉和氯離子的吸收，使水和Ｎacl在腸腔積聚，引起嚴(yán)重水樣腹瀉。G40整理ppt腸腔霍亂毒素細(xì)胞膜小腸黏膜細(xì)胞受體結(jié)合〔GM特殊的神經(jīng)節(jié)苷酯〕Ｇ蛋白結(jié)合，GTP受抑制腺苷酸環(huán)化酶〔ＡＣ〕活化三磷酸腺苷〔ＡＴＰ〕環(huán)磷酸腺苷〔ＣＡＭＰ〕細(xì)胞分泌功能增強(qiáng)細(xì)胞質(zhì)腸液分泌增加41整理ppt嚴(yán)重脫水劇烈腹瀉42整理ppt4.外毒素的作用方式ModeofAction1.作用細(xì)胞