Войти
A дрожжи-убийцы - это дрожжи, например Saccharomyces cerevisiae, который способен секретировать один из ряда токсичных белков, которые являются летальными для восприимчивых клеток. Эти «токсины-киллеры» представляют собой полипептиды, которые убивают чувствительные клетки того же или родственного вида, часто функционируя за счет создания пор в мембранах клеток-мишеней . Эти дрожжевые клетки невосприимчивы к токсическим эффектам белка из-за внутреннего иммунитета. Штаммы дрожжевых грибов-убийц могут быть проблемой при коммерческой переработке, поскольку они могут уничтожать желаемые штаммы. Система дрожжевых киллеров была впервые описана в 1963 году. Изучение токсинов-киллеров помогло лучше понять путь секреции дрожжей, аналогичный таковым у более сложных эукариот. Его также можно использовать при лечении некоторых заболеваний, в основном вызванных грибками.
Лучше всего охарактеризована токсиновая система из дрожжей (Saccharomyces cerevisiae ), который портит пивоварение пива. В S. cerevisiae токсины, кодируемые двухцепочечной РНК вируса, транслируются в белок-предшественник, расщепляются и секретируются вне клеток, где они могут влиять на чувствительные дрожжи. У S. cerevisiae есть и другие киллерные системы, такие как гены KHR1 и KHS1, кодируемые на хромосомах IX и V, соответственно.
вирус, LA, представляет собой икосаэдрический вирус S. cerevisiae, содержащий геномный сегмент 4,6 т.п.н. и несколько сателлитных двойных цепочечные последовательности РНК, называемые M дцРНК. Геномный сегмент кодирует вирусный белок оболочки и белок, который реплицирует вирусные геномы. M дцРНК кодируют токсин, из которых существует по крайней мере три варианта у S. cerevisiae и многие другие варианты у всех видов.
Вирус LA использует дрожжи Ski complex (суперкиллер) и (поддержание «киллеров») хромосомных генов для его сохранения в клетке. Вирус не попадает в окружающую среду. Он распространяется между клетками во время спаривания дрожжей.
Препротоксин K1, демонстрирующий α- и β-цепи, составляющие токсин K1. Цифрами считаются аминокислотные остатки. Исходный белковый продукт трансляции M дцРНК называется препротоксином, который нацелен на секреторный путь дрожжей. Препротоксин обрабатывается и расщепляется с образованием α / β димера, который является активной формой токсина, и высвобождается в окружающую среду.
Два наиболее изученных варианта токсина в S.cerevisiae - это К1 и К28.
K1 связывается с β-1,6-D-глюканом рецептором на клеточной стенке-мишени, перемещается внутрь, а затем связывается с плазмой мембранный рецептор Kre1p. Он формирует катион-селективный ионный канал в мембране, который является летальным для клетки.
K28 использует рецептор α-1,6-маннопротеина для проникновения в клетку и использует секреторный путь в обратном направлении путем отображения сигнала эндоплазматического ретикулума HDEL. Из ER K28 перемещается в цитоплазму и останавливает синтез ДНК в ядре, вызывая апоптоз.
. Сести, Ших, Николаева и Голдштейн (2001) утверждали что K1 ингибирует мембрану TOK1 калиевый канал перед секрецией, и хотя токсин повторно проникает через клеточную стенку, он не может реактивировать TOK1. Однако Брейниг, Типпер и Шмитт (2002) показали, что канал TOK1 не является первичным рецептором для K1 и что ингибирование TOK1 не обеспечивает иммунитета. Валиш, Машек, Новотна, Поспишек и Janderová (2006) экспериментировал с мутантами, которые продуцируют K1, но не обладают к нему иммунитетом, и предположил, что рецепторы клеточных мембран деградировали в пути секреции иммунных клеток, по-видимому, из-за действия необработанных α-цепей.
K28 препротоксин образует комплекс с димером K28 α / β, нейтрализуя его. Брейниг, Сендзик, Эйсфельд и Шмитт (2006) показали, что токсин K28 нейтрализуется в клетках, экспрессирующих токсин, с помощью α-цепи в цитозоле, которая не имеет еще полностью обработан и все еще содержит часть γ-цепи, присоединенной к С-концу. Неразрезанная α-цепь нейтрализует токсин K28, образуя с ним комплекс.
Убийственные свойства Kluyveromyces lactis связаны с линейной ДНК плазмидами, которые имеют на своем 5'-конце ассоциированные белки, которые позволяют им воспроизводить себя аналогично аденовирусам. Это пример белка примирования в репликации ДНК. Гены MAK неизвестны. Токсин состоит из трех субъединиц, которые созревают в комплексе Гольджи с помощью сигнальной пептидазы и гликозилированы.
. Механизм действия, по-видимому, заключается в ингибировании аденилатциклазы в чувствительных клетки. Пораженные клетки задерживаются в фазе G1 и теряют жизнеспособность.
Другие токсинные системы обнаружены в других дрожжах:
Чувствительность к токсинам сильно различается между видами и штаммами дрожжей. В нескольких экспериментах это использовалось для надежной идентификации штаммов. Morace, Archibusacci, Sestito и Polonelli (1984) использовали токсины, продуцируемые 25 видами дрожжей, для дифференциации 112 патогенных штаммов на основе их чувствительности к каждому токсину. Это было расширено Мораче и др. (1989) использовать токсины для различения 58 бактериальных культур. Воан-Мартини, Кардинали и Мартини (1996) использовали 24 штамма дрожжевых грибов-убийц 13 видов, чтобы найти сигнатуру устойчивости для каждого из 13 штаммов S. cerevisiae, которые использовались в качестве заквасок в виноделии. Buzzini и Martini (2001) показали, что чувствительность к токсинам можно использовать для различения 91 штамма Candida albicans и 223 других штаммов Candida.
Другие экспериментировали с использованием дрожжи-убийцы для борьбы с нежелательными дрожжами. Palpacelli, Ciani и Rosini (1991) обнаружили, что это эффективно против и - все они вызывают проблемы в пищевой промышленности. Polonelli et al. (1994) использовали дрожжи-убийцы для вакцинации крыс против C. albicans. Lowes et al. (2000) создали синтетический ген для обычно продуцируемого токсина HMK, который они вставили в Aspergillus niger и показали, что сконструированный штамм может контролировать аэробную порчу кукурузного силоса и йогурта. Ciani и Fatichenti (2001) использовали штамм Kluyveromyces phaffii, продуцирующий токсины, для борьбы с дрожжевыми грибами в виноделии. Da Silvaa, Caladoa, Lucasa и Aguiar (2007) обнаружили, что токсин, производимый дрожжами, эффективен для предотвращения порчи высокосоленой пищи дрожжами.
Некоторые эксперименты показывают, что антитела, имитирующие биологическую активность токсинов-киллеров, могут применяться в качестве противогрибковые агенты.
Янг и Ягиу (1978) экспериментировали с методами лечения дрожжевых грибков-убийц. Они обнаружили, что использование раствора с концентрацией 0,05 частей на миллион эффективно устраняет активность киллеров у одного штамма S. cerevisiae. Инкубация дрожжей при 37 ° C устраняет активность другого штамма. Эти методы оказались неэффективными для снижения выработки токсинов у других видов дрожжей. Многие токсины чувствительны к уровню pH; например, K1 постоянно инактивируется при уровнях pH выше 6,5.
Наибольший потенциал для борьбы с грибками-убийцами, по-видимому, представляет собой добавление вируса LA и M dsRNA или эквивалентного гена в промышленно желательные варианты дрожжи, поэтому они достигают иммунитета к токсину, а также убивают конкурирующие штаммы.
