
n. [生化] 大腸杆菌素
An antibacterial substance, such as colicin, produced by a strain of certain bacteria and harmful to another strain within the same family.
一種抗菌物質,如大腸杆菌素,由某種細菌的菌株産生,對同一族系中另外的菌株有害。
Colicin是由某些細菌(主要是腸杆菌科如大腸杆菌Escherichia coli)産生的蛋白質類抗菌物質,屬于細菌素的一種。它由質粒上的col
基因編碼,主要作用于與産生菌親緣關系密切的其他細菌菌株,具有高度特異性的殺菌或抑菌活性。以下是其詳細解釋:
定義與特性
Colicin是一種由細菌通過核糖體合成的肽類或蛋白質毒素。它并非生物體生存所必需的基本代謝産物,而是在特定環境壓力(如營養競争)下,由攜帶col
質粒的細菌産生并釋放到環境中,用以抑制或殺死鄰近的、不産生相應免疫蛋白的同種或近緣種細菌。其分子量通常在30-90 kDa之間,具有熱不穩定性(可被高溫破壞)和對蛋白酶敏感的特性。
來源:Nature Reviews Microbiology (https://www.nature.com/subjects/microbiology)
産生機制與免疫性
産生colicin的細菌自身對其産生的colicin具有免疫性,這是通過同一質粒上編碼的特異性免疫蛋白實現的。這些免疫蛋白能與colicin或其作用的靶點結合,阻止colicin對自身細胞的殺傷。Colicin的産生通常受SOS響應系統調控,在細菌遭遇DNA損傷或其他脅迫條件時被誘導表達。
來源:Journal of Bacteriology (https://journals.asm.org/journal/jb)
作用機理
Colicin通過特異性地靶向敏感細菌細胞上的受體(通常是外膜蛋白,如BtuB, Cir, FepA, FhuA, Tsx等)結合,隨後以不同方式進入細胞并破壞關鍵生命活動。根據作用靶點的不同,主要分為三類:
來源:Frontiers in Microbiology (https://www.frontiersin.org/journals/microbiology)
生物學意義
Colicin的産生是細菌在微生态環境(如腸道)中進行種内或種間競争的重要策略。通過釋放colicin,産生菌可以清除生态位中的競争者,獲得更多的生存資源和空間。這種競争機制在塑造微生物群落結構和維持菌群平衡中扮演關鍵角色。
來源:Annual Review of Genetics (https://www.annualreviews.org/journal/genet)
應用前景
由于其特異性的殺菌活性和作用機制的多樣性,colicin被視為潛在的新型抗菌劑或食品防腐劑候選者。研究主要集中在利用其對抗抗生素耐藥性細菌、開發基于colicin的靶向治療策略,以及在食品工業中控制緻病菌污染等方面。
來源:Nature Reviews Drug Discovery (https://www.nature.com/subjects/drug-discovery)
化學式示例 (代表性結構域):
雖然colicin是蛋白質,其完整結構複雜,但一個簡化的通道形成型colicin的孔道結構域作用可表示為:
$$
text{Colicin} + text{受體} rightarrow text{膜插入} rightarrow Delta Psi text{ (膜電位喪失)} rightarrow text{細胞死亡}
$$
其中 $Delta Psi$ 代表跨膜電化學梯度的崩潰。
colicin(大腸杆菌素)是由某些大腸杆菌(Escherichia coli)或其他腸杆菌科細菌菌株産生的抗菌蛋白,主要用于抑制其他相近菌株的生長。以下是詳細解釋:
基本定義
colicin 是細菌分泌的蛋白質類毒素,屬于細菌素(bacteriocin)的一種,具有特異性抗菌活性。其名稱源于“coli”(大腸杆菌)和“cin”(殺菌物質的後綴)。
作用機制
生物學意義
應用領域
注意:需與colic(絞痛,一種腹痛症狀)區分,兩者拼寫和含義均不同。
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