מבוא למיקרוביולוגיה- שיעור מס’ 8 (06.12.10)

אקסואנזימים- Exoenzymes

• חומרים שיוצאים מהמעטפת של החיידק.
• חיידקים פתוגניים ומפרישים אקסואנזימים לסביבה שהם נמצאים בה, בד”כ לשם צורך ריקמה.
• המטרה של ההפרשה הזו היא הרס של רקמות בגוף. הרס של רקמה גורם לכך שהחיידק יכול להיות מוזן מהחלקים של הרקמה (חלבונים, חומצות אמינו, סוכרים). בנוסף הרס של הרקמה גורמת לחיידק חדירות יותר טובה לרקמות של הגוף.

אקסואנזימים שמפרקים חלבונים

• פרוטאזות- Proteases
• פרוטאינזות- Proteinases
• שני האנזימים האלה מפרקים חלבונים לפפטידים או לחלבונים קצרים (חומצות אמינו).

קולאגנז- Collagenase.

• אנזים פרוטאוליטי- הורס קולאגן (שהוא חלבון בתוך רקמת חיבור).
• מגבירה חדירות לתוך הרקמה.

קואגולז- Coagulase

• קואגולציה- מנגון הקרישה.
• אנזים זה נוצר ע”י aureus (חיידק), ורק הוא מפריש את האנזים הזה.
• גורם להקרשת פלסמה.
• Fibrinogen הופך לfibrin ע”י האנזים הזה.
• סוברים שהחיידק מפריש את האנזים כדי שהדם ייקרש וכך הוא לא יפגע (החיידק בעצם גורם לקרישה לא רצויה).- הגנה מפני פאגוציטוזיס. החיידק בעצם יוצר מעין חומה מסביבו.

Iga, Proteases

• פורטאזה יותר ספציפית. מופרשות ע”י מספר חיידקים.
• אימונוגלובולינים: Iga, Ige, Igm, Igg- נוגדנים שהגוף מפריש כדי להגן מפני פלישה של גופים זרים.
• Iga- נוגדן זה נמצא בנוזלי הגוף השונים ותפקידו להגן מפני חיידקים או וירוסים שפולשים.
• חותכות Iga, ואז הוא לא פעיל יותר.
• תפקיד הIga למנוע התיישבות חיידקים פתוגניים על גבי תאים באורגניזמים שבאו כבר במגע עם החיידק בעבר.
• הורסות את ההגנה החיסונית של הרקמות הנגועות.

אנזימים שמפרקים קשרים בין סוכרים

היאלורונידז- Hyaluronidase

• מפרק חומצה היאלורונית שהיא מרכיב ברקמות חיבור.
• נקרא גם “spreading factor”- האנזים הופך את הרקמה לפחות שלמה.
• מאפשר חדירה טובה יותר דרך הרקמות.

 

 

 

 

אנזימים שמפרקים חומצות גרעין

נוקלאזות- Nucleases

• אנזימים המפרקים דנ”א או רנ”א.
• אנזימים מאוד מאוד אלימים, בעלי יכולת שינוי גדולה.
• האנזים DNAse נוצר ע”י סטפילוקוקים או סטרפטוקוקים- מאוד פוטנטי והורס גרעיני תאים אנימליים.

אנזימים המפרקים שומנים

ליפזות

• אנזימים המפרקים שומנים במיוחד ברקמות שומניות או בבלוטות חלב.
• אנזים כללי יותר.

פוספוליפזות

• אנזים יותר ספציפי.
• אנזימים המפרקים ממברנות תאים.

המוליזינים

• אנזימים שהם פוספוליפזות הגורמים להמוליזה (=פירוק תאי דם אדומים) של כדוריות דם אדומות. קורה בממברנות.

לציטינז- Lecithinase

• אנזים המפרק מרכיבים בלציטין שנמצא בממברנות תאי דם אדומים ובממבראנות של שאר התאים.

 

אקסוטוקסינים- Exotoxins

• רעלנים המופרשים הן ע”י חיידקים גרם חיוביים והן ע”י גרם שליליים.
• מופרש למדיום גידול החיידק ואפשר להפרידו מהחיידק.
• כולם חלבוניים ובחלקם הגדול מורכבים מ2 תתי יחידות (Sub units).
• נקראים בשמות שונים ואין אחידות במתן השם.
• אם מתקיפים סוגים שונים של תאים ללא אבחנה, נקרא ציטוטוקסין Cytotoxins.
• אפשר לתת את השמות לפי האיבר שהם תוקפים:
  • Neurotoxin- תוקפים תאי עצבים.
  • Leukotoxin- תאי דם לבנים במע’ החיסון.
  • Hepatotoxin- תאי כבד.
  • Cardiotoxin- הלב.
  • Enterotoxin- מערכת העיכול.
• ניתן לתת את השם לפי שם החיידק המייצר אותם או שם המחלה שהם מייצרים:
  • Cholera toxin- מחלת הכולירה.
  • Shiga toxin- מחלת הדיזנטריה, מופרש ע”י חיידק השיגלה.
  • Diphtheria toxin- מחלת דיפטריה.
  • Tetanus toxin- מחלת הטטנוס.
  • Botulinum toxin- מחלת הבוטולינום- פוגעת במערכת העצבים. מזה מייצרים בוטוקס.

 

• האקסוטוקסין מכיל שני אזורים: אזור B ((binding- החלק שנקשר אל התא המארח. ואזור A (active)- האזור האקטיבי.
• האקסוטוקסינים הם בעצם פרואנזימים. בתור מול’ הם עדיין לא פעילים. המול’ צריכה לעבור שינוי/ביקוע בכדי להפוך להיות פעילה.
• נקשרים ספציפית לתאים ומחדירים את החלק הפעיל (חלק B חייב להיות ספציפי).
• החלק הפעיל מבצע פעילות אנזימטית בתא, המעכבת משהו שקורה בתא, איזשהוא מנגנון.
• עיכוב או הפעלה של מערכת ביוכימית חשובה בתא.
• כמויות זעירות יכולות לגרופ לעיתים למוות של בע”ח או בני אדם.
• רוב האקסוטוקסינים רגישים לחום של 60 מעלות צלזיוס.
• אפשר לייצר מהם טוקסואידים (=לייצר מהם חיסון).
• קידוד על גבי פלסמידים או פרופאג’ים או על כרומוזום החיידק עצמו.

איך הטוקסין נכנס לתוך התא?

• חלק A וחלק B נקשרים ביניהם בקשרים בד”כ עם גופרית.
• תהליך האנדוציטוזה שבו התא בולע ומקיף את המולקולה וכך מכניס אותה לתא. המטרה היא שחלקA יכנס לתוך הציטופלזמה.

דוגמאות מפורטות:

דיפטריה

• בעיקר מחלת ילדים, בעבר גרמה למוות.
• החיידק diphtheria גרם חיובי, לא יוצר ספורות (ולכן אין לו נבגים), ללא יכולת תנועה, אירובי בצורת מתג.
• קיים חיסון יעיל כנגד המחלה.
• משתמשים בו כמודל לטוקסינים.
• מול’ אחת של הטוקסין יכולה להראות סימפטומים של המחלה.
• החיידק מתיישב בגרון, הדבקה ע”י אירוסולים.
• סימני מחלה כלליים- מופיעה פסיאודו ממברנה בגרון והיא בצבע אפור.
• במצב החמור יש בעיה בסדירות קצב הלב, קושי בבליעה, קומה ומוות.
• החיידקים מתיישבים רק בגרון, אך הטוקסינים שלהם נודדים.
• אנשים שחוסנו- עשויים להיות נשאים.

מנגנון משוער של הכניסה של הטוקסין באנדוציטוזיס

יש את הזרועות הציטופלזמטיות שמקיפות את הטוקסין. בתוך התא יש קשירה של המול’ לרצפטור ואז מתחיל תהליך ההיפרדות והפירוק של A מB. חלק A נכנס לתוך התא (וזו השאיפה שהחלק הפעיל יכנס לתוך התא).

תת יחידה A היא אנזים שמקטלז הוספת ADP- ribose לפקטור הארכה 2 (EF2). החיבור מנטרל את EF2 ומפסיק את סינטזת החלבונים.

הטוקסין של דיפטריה בסופו של דבר גורם להפסקת סינטזה של חלבונים.

דיפתאמיד- תת יחידה A של הדיפטריה.

מחלת הכולירע ע”י החיידק vibrio cholerae

• איבוד נוזלים רב: דרך הקאות ושלשולים.
• מועברת לבני אדם ע”י מים או מזון מזוהמים.
• טוקסין הכולירע הוא האחראי לאיבוד הנוזלים החמור, שעלול לגרום למוות.
• 5 תת יחידות B זהות
• תת יחידה A המתחלקת בתוך התא לa1 ולA2.
• איבוד השליטה על מפל היונים.
• הB מפלסים לA את הדרך, והA נכנסים לתוך התא כיחידה אחת ואז נפרדים. הa1 הוא החלק הפעיל שיגרום את הנזק. (החדירה היא לתאים בדופן המעי).
• הA מתחלק לa1 וa2.