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コリシンは、大腸菌の一部の株によって産生され、毒性を示すバクテリオシンの一種です。[ 1 ]コリシンは、他の細菌株との競争を減らすために環境中に放出されます。コリシンは外膜受容体に結合し、それを利用して細胞質または細胞質膜に移行し、そこで細胞質膜の脱分極、DNase活性、RNase活性、またはムレイン合成の阻害などの細胞毒性効果を発揮します。
チャネル形成コリシン（コリシンA、B、E1、Ia、Ib、N）は、細胞膜を脱分極させ、細胞エネルギーの散逸を引き起こす膜貫通タンパク質である。 [ 2 ]これらのコリシンは、少なくとも3つのドメインを含んでいる。外膜およびペリプラズム空間を横断する移動を担うN末端転座ドメイン（Tドメイン）、受容体認識を担う中央ドメイン（Rドメイン）、細胞膜におけるチャネル形成を担うC末端細胞毒性ドメイン（Cドメイン）である。 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Rドメインは標的を制御し、感受性細胞上の受容体に結合する。Tドメインは転座に関与し、標的細胞の機構を乗っ取る。Cドメインは「殺傷」ドメインであり、標的細胞膜に孔を形成させるか、ヌクレアーゼとして作用して標的細胞のDNAまたはRNAを切断する可能性がある。 [ 5 ]
ほとんどのコリシンは、2つの受容体システムによって外膜を通過できます。1つの受容体は最初の結合に使用され、2番目の受容体は通過に使用されます。最初の結合は、外膜タンパク質OmpF、FepA、BtuB、Cir、FhuAなどの細胞表面受容体に対して行われます。コリシンは、どの受容体に結合するかによって分類されています。膜を横切る通過には、TolA、TolB、TolC、またはTonBなどの特定のペリプラズムタンパク質の存在が必要です。[ 6 ]クロアシン[ 7 ] DF13は、特定の部位で30Sリボソームの16S RNAを加水分解することによってリボソームを不活性化するバクテリオシンです。[ 8 ]
コリシンは特定の受容体を標的とし、特定の輸送機構を使用するため、細胞はこれらのタンパク質の遺伝子を抑制または削除することでコリシンに対する耐性を獲得することができます。このような耐性細胞は、重要な栄養素（鉄やビタミンBなど）が不足する可能性がありますが、殺されないという利点があります。コリシンは「1ヒット殺傷速度」を示しますが、これは必ずしも1分子で殺傷に十分であることを意味するのではなく、少数で十分であることを意味します。1969年のノーベル賞受賞スピーチで、サルバドール・E・ルリアは、コリシンが細胞膜を不安定化させるドミノ効果を引き起こすことによってのみ、これほど毒性を持つことができると推測しました。 [ 9 ]彼は完全に正しかったわけではありませんが、孔形成コリシンは膜を脱分極させ、細胞のエネルギー源を排除します。コリシンは非常に効果的な毒素です。
ほぼすべてのコリシンはプラスミド上に存在します。コリシン産生プラスミドは大きく分けて、大型でコピー数の少ないプラスミドと、小型でコピー数の多いプラスミドの2種類に分類されます。大型のプラスミドには、コリシンオペロンだけでなく、他の遺伝子も含まれています。コリシンオペロンは、一般的にいくつかの主要遺伝子で構成されています。これらには、コリシン構造遺伝子、免疫遺伝子、バクテリオシン放出タンパク質（BRP）または溶解遺伝子が含まれます。免疫遺伝子はしばしば構成的に産生されますが、BRPは通常、コリシン構造遺伝子の終止コドンの読み飛ばしによってのみ産生されます。コリシン自体はSOS応答によって抑制され、他の方法でも制御される可能性があります。[ 10 ]
コリシンプラスミドを保持することは、近縁の細胞と共存する細胞にとって非常に重要です。なぜなら、細胞が免疫遺伝子を失うと、循環するコリシンによってすぐに破壊されてしまうからです。同時に、コリシンは、細胞死を引き起こす溶解タンパク質の使用によってのみ、産生細胞から放出されます。この自殺的な産生メカニズムは、重大なDNA損傷に反応するSOS応答によって制御されているという事実を除けば、非常にコストがかかるように見えます。つまり、コリシン産生は末期状態の細胞でのみ起こる可能性があります。オックスフォード大学のクレアントゥス教授研究グループは、タンパク質間相互作用と認識を特徴づけ、調査するためのモデルシステムとして、コリシンを広範囲に研究しています。[ 11 ]
BACTIBASE [ 12 ] [ 13 ]データベースは、コリシンを含むバクテリオシンのオープンアクセスデータベースです（完全なリストを表示）。