Abrir o menú principal
Modelo da toxina Shiga (Stx) de S. dysenteriae (de PDB 1R4Q).

As toxinas Shiga son unha familia de exotoxinas bacterianas relacionadas das que hai dous grupos principais, Stx1 e Stx2, cuxos xenes se considera que son parte do xenoma de profagos lambdoides incluídos no xenoma bacteriano.[1] As toxinas reciben o nome de Shiga por Kiyoshi Shiga, o investigador xaponés que descubriu a orixe bacteriana da disentería causada por Shigella dysenteriae. A orixe máis común das toxinas Shiga son as bacterias S. dysenteriae e as do grupo Shigatoxixénico de Escherichia coli (STEC), no cal se inclúen os serotipos O157:H7, O104:H4 e outras E. coli enterohemorráxicas.[2]

NomenclaturaEditar

Os microbiólogos usan moitos termos para describir a toxina Shiga e diferenciar as súas diferentes formas. Algúns destes termos úsanse indistintamente. Son:

  • 1) Toxina Shiga (Stx). Toxina Shiga verdadeira producida por Shigella dysenteriae.
  • 2) Toxina semellante a Shiga 1 e 2 (SLT-1 e 2 ou Stx-1 e 2). Toxinas Shiga producidas por algunhas cepas de E. coli. Stx-1 difire de Stx nun só aminoácido. Stx-2 ten un 56% de homoloxía de secuencia con Stx-1.
  • 3) Citotoxinas. Unha notación arcaica para Stx, usada hoxe nun sentido amplo.
  • 4) Verocitotoxinas/verotoxinas. Unha denominación rara para Stx, da hipersensibilidade de células Vero a Stx.

MecanismoEditar

As toxinas Shiga actúan inhibindo a síntese de proteínas nas células diana por un mecanismo similar ao da toxina ricina producida pola planta Ricinus communis.[3] Unha vez que entra nunha célula por medio dun macropinosoma[4], a proteína funciona como unha N-glicosidase, clivando unha adenina específica do ARNr 28S da subunidade de 60S do ribosoma, o que detén a síntese de proteínas.[5]

EstruturaEditar

A toxina consta de dúas subunidades chamadas A (de 32.000 Da) e B (77.000 Da), e é unha das toxinas AB5. A subunidade B é un pentámero que se une a glicolípidos específicos da célula hóspede, especificamente á globotriaosilceramida (Gb3). Despois, a subunidade A é introducida na célula e clivada en dúas partes. Entón, o compoñente A1 únese ao ribosoma, interrompendo a síntese de proteínas. Descubriuse que Stx-2 é aproximadamente 400 veces máis tóxica que Stx-1 (segundo o cuantificado por LD50 en ratos). O Gb3 tamén se encontra en neuronas do sistema nervioso central e nos endotelios, o que pode producir neurotoxicidade.[6] O Stx-2 tamén incrementa a expresión do seu receptor GB3 e causa disfuncións neuronais.[7]

O Gb3 está presente por razones descoñecidas en maior cantidade en tecidos do epitelio renal, ao cal pode atribuírse a toxicidade renal da toxina Shiga. A toxina require para unirse e entrar na célula que na superficie celular haxa receptores moi específicos para ela. Especies como as vacas, porcos e cervos que non teñen estes receptores poden albergar bacterias toxixénicas sen ningún efecto prexudicial, expulsándoas coas súas feces, desde onde se poden diseminar e chegar aos seres humanos.[8]

NotasEditar

  1. Friedman D, Court D (2001). "Bacteriophage lambda: alive and well and still doing its thing". Curr Opin Microbiol 4 (2): 201–7. PMID 11282477. doi:10.1016/S1369-5274(00)00189-2. 
  2. Beutin L (2006). "Emerging enterohaemorrhagic Escherichia coli, causes and effects of the rise of a human pathogen". J Vet Med B Infect Dis Vet Public Health 53 (7): 299–305. PMID 16930272. 
  3. Sandvig K, van Deurs B (2000). "Entry of ricin and Shiga toxin into cells: molecular mechanisms and medical perspectives". EMBO J 19 (22): 5943–50. PMID 11080141. doi:10.1093/emboj/19.22.5943. 
  4. Lukyanenko, V.; Malyukova, I.; Hubbard, A.; Delannoy, M.; Boedeker, E.; Zhu, C.; Cebotaru, L.; Kovbasnjuk, O. (2011). "Enterohemorrhagic Escherichia coli infection stimulates Shiga toxin 1 macropinocytosis and transcytosis across intestinal epithelial cells". AJP: Cell Physiology 301 (5): C1140–C1149. doi:10.1152/ajpcell.00036.2011. PMC 3213915. PMID 21832249.
  5. Donohue-Rolfe A, Acheson D, Keusch G (1991). "Shiga toxin: purification, structure, and function". Rev Infect Dis. 13 Suppl 4: S293–7. PMID 2047652. 
  6. Obata F, Tohyama K, Bonev AD, Kolling GL, Keepers TR, Gross LK, Nelson MT, Sato S, Obrig TG (2008). "Shiga Toxin 2 Affects the Central Nervous System through Receptor Globotriaosylceramide Localized to Neurons". J Infect Dis 198 (9): 1398–1406. PMC 2684825. PMID 18754742. doi:10.1086/591911. 
  7. Tironi-Farinati C, Loidl CF, Boccoli J, Parma Y, Fernandez-Miyakawa ME, Goldstein J. (2010). "Intracerebroventricular Shiga toxin 2 increases the expression of its receptor globotriaosylceramide and causes dendritic abnormalities". J Neuroimmunol 222 (1–2): 48–61. PMID 20347160. doi:10.1016/j.jneuroim.2010.03.001. 
  8. Asakura H, Makino S, Kobori H, Watarai M, Shirahata T, Ikeda T, Takeshi K (2001). "Phylogenetic diversity and similarity of active sites of Shiga toxin (stx) in Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) isolates from humans and animals". Epidemiol Infect 127 (1): 27–36. PMID 11561972. doi:10.1017/S0950268801005635. 

Véxase taménEditar