大腸桿菌素

大腸桿菌素（colicin）是大腸桿菌（Escherichia.coli）分泌的一類細菌素（bacteriocin），對於其他不能分泌特異性大腸桿菌素免疫蛋白（Immunity protein）的近緣細菌具有殺滅作用，在一般認為有調節菌群數量的作用。

大部分大腸桿菌素是大小在50-90蛋白質，它由三個不同的結構域組成。它們是由質粒編碼的蛋白質，其中最著名的莫過於pColE1

根據其作用機理大腸桿菌素可被分為離子通道型（ionophoric） 和酶活性 （enzymatic） 兩種

基本介紹

• 中文名：大腸桿菌素
• 外文名：colicin
• 組成結構：質粒編碼蛋白質
• 作用機理：離子通道型 酶活性

作用

大腸桿菌素（colicin）是大腸桿菌（Escherichia.coli）分泌的一類細菌素（bacteriocin），對於其他不能分泌特異性大腸桿菌素免疫蛋白（Immunity protein）的近緣細菌具有殺滅作用，在一般認為有調節菌群數量的作用。

結構組成

大部分大腸桿菌素是大小在50-90蛋白質，它由三個不同的結構域組成。它們是由質粒編碼的蛋白質，其中最著名的莫過於pColE1

分類

根據其作用機理大腸桿菌素可被分為離子通道型（ionophoric） 和酶活性 （enzymatic） 兩種

根據其通過細菌內膜方式，大腸桿菌素可被分為Tol系統依賴型和Ton系統依賴型。Tol系統依賴型的大腸桿菌素的活性不依賴膜電勢（最常見的是pmf， proton motive force 氫離子動力勢 可參考ATP合成酶）；而Ton系統依賴型大腸桿菌素的活性則依賴膜電勢，用CCCP(carbonyl cyanure-m-chlorophenyl hydrazone)一類去H+離子梯度劑處理過的細胞，細胞表現出對Ton系統依賴型大腸桿菌素的抗性。

合成

並不是所有的大腸桿菌都能產生大腸桿菌素，能生成大腸桿菌素的大腸桿菌被稱為大腸桿菌素生成菌（Colicinogenic E.coli）。

大腸桿菌素是由質粒編碼的蛋白質, 編碼大腸桿菌素的質粒被稱為大腸桿菌素生成質粒（Colicinogenic plasmids），舊名叫大腸桿菌素產生因子（colicinogenic factor）。寫法為pColX （x=A B C D…）。大腸桿菌素生成質粒分為兩種：一種是高拷貝的小質粒，其中只有大腸桿菌素的基因和轉移因子。另一種是單拷貝大型質粒，其中除了藏有大腸桿菌素的基因外，還有其他基因並可進行轉化（conjugaison）。

在自然環境中的大腸桿菌素生成菌中，會有少量的大腸桿菌素的合成，量和種群密度成正比，在SOS因子（抗生素，UV等）的誘導下，細胞產生大腸桿菌素，並釋放入環境中。離子通道型大腸桿菌素以單體釋放，而酶活性大腸桿菌素以異二聚體（大腸桿菌素和大腸桿菌素免疫蛋白）釋放。

作用機理

大腸桿菌素特異性識別細菌表面的特異蛋白，然後它的N端結構域和內膜轉運蛋白系統結合，C端結構域進入細菌。離子通道型大腸桿菌素將在內膜形成離子通道，導致內膜去極化，細菌因此死亡。酶活性大腸桿菌素進入細胞質催化DNA或RNA水解而殺死細菌。唯一的例外是大腸桿菌素ColM，ColM是最小的大腸桿菌素，作用機理與其他的不同，ColM會完全進入內外膜間質水解肽聚糖前體從而破壞細菌細胞壁。

套用

大腸桿菌素已經被用於細菌檢測分型，藥物引導，環境治理，研究革蘭氏陰性細菌內膜的工具。