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志贺毒素(Shiga toxin,STx)是一种由痢疾志贺杆菌(shigella dysenteriae)产生的毒性蛋白,能引起极强的杆菌性痢疾。志贺毒素由A亚基(STxA)和B亚基(STxB)两部分构成。B亚基能够与靶细胞膜表面的特异性受体糖鞘脂Gb3(Globotriaosylceramide)结合并介导全毒素胞吞进入细胞。研究表明HeLa细胞膜表面能大量表达Gb3,可作为天然受体与STxB结合,内吞进入细胞。志贺毒素及单独的志贺毒素B亚基均能由细胞膜经早期胞内体/循环胞内体(EE/RE)到达高尔基体,并沿逆向运输途径进入内质网(ER)。目前国际上对于志贺毒素及其B亚基的胞内运输的途径和机制还不十分清楚,且存在很多争议,特别是在志贺毒素B亚基胞内转运过程中是否发生降解,及不同培养条件下的胞吞途径是否发生改变这两方面仍不十分明确。本论文主要针对以上两个问题进行研究。
首先我们利用基因工程原理在STxB的C端添加Myc标签,获得融合蛋白STxB-Myc。应用免疫荧光方法,研究STxB的C端是否发生水解。实验结果表明,融合蛋白STxB-Myc在从细胞膜经胞内体到达高尔基体的过程中不发生水解;进入高尔基体后,B亚基C端发生降解,降解后的小片段能逐渐进入溶酶体,而此过程不影响降解后的B亚基到内质网的逆向运输。我们由此得出结论:志贺毒素B亚基在胞内运输过程中在C端发生降解。
其次,STxB-(sulf)2为志贺毒素B亚基C端带有两个硫酸化位点的融合蛋白,其作为研究志贺毒素B亚基胞内运输的工具已广泛被各国研究者所使用。然而,在不同培养条件下,STxB-(sulf)2在胞内运输方面是否存在差异目前尚不明确。为此,本文将STxB-(sulf)2与不同培养条件下的HeLa细胞共孵育,建立胞吞实验,比较了STxB-(sulf)2在不同培养条件下胞内运输的异同。结果表明,在小牛血清培养条件下,STxB-(sulf)2改变原有的逆向运输途径,不能从高尔基体转运至内质网,而是在进入高尔基体后,逐渐聚集成片状或块状颗粒,分布于胞质中。