Токсичные продукты В. thuringiensis

Поскольку В. thuringiensis (В. t.) занимает особо важное место в развивающейся сейчас прикладной патологии насекомых, мы решили рассмотреть несколько подробнее, как эта бактерия проникает в восприимчивых хозяев и убивает их. Вирулентность В. t. объясняется наличием четырех токсичных компонентов, обнаруживаемых в бактериальной клетке или в культуральной среде. Первое токсичное вещество, фосфолипаза С, было открыто Тумановым, который сообщил, что этот растворимый фермент участвует в проникновении бактерии в хозяина и в его уничтожении. Хеймпел и Кушнер и Хеймпел подтвердили предположение Туманова, и Хеймпел сообщил, что LD50 этого фермента для личинок 5-го возраста лиственничного пилильщика составляет около 3 мкг Фосфолипазу С (она же лецитиназа С) сейчас обычно называют В. t.-а-экзотоксином в соответствии с правилом называть токсины по порядку их открытия.

Второй токсин, называемый соответственно В. t.-в-экзотоксином, известен также как термостабильный токсин, активный при введении per os, «главный» экзотоксин, мушиный фактор, мушиный токсин, термостабильный экзотоксин, или термостабильный токсин. Его обнаружили Холл и Аркава, скармливая культуры В. t. личинкам комнатной мухи, и Лайлс и Данн, испытывавшие В. t. против Аedes aegypti (L.). В. t.-в-экзотоксин был выделен из ростовой среды бактерий; в его состав входят аденин, рибоза и фосфор в соотношении 1:1:1. Согласно структурной формуле этого токсина, предложенной Шебестой и др. и Фаркасом и др., его молекула состоит из нуклеотида, сложно связанного через рибозу и глюкозу с аллослизевой кислотой. Токсин содержится в ростовой среде В. t. и выдерживает автоклавирование при 121°С в течение 15 мин. В. t.-в-экзотоксин, по-видимому, ингибирует нуклеотида-зы и ДНК-зависимые РНК-полимеразы, связанные с АТФ, из-за чего прекращается синтез РНК, Хеймпел дает сводку чувствительности 21 вида насекомых к В. t.-в-экзотоксину.

Третий токсин, В. t.-y-экзотоксин, мало изучен. Это пока не идентифицированный фермент (или группа ферментов), который просветляет агар, содержащий желток. Еще не доказано, что он действительно токсичен, а строение его молекулы остается неизвестным.

Четвертый токсин, В. t.-b-эндотоксин, содержится в кристаллическом параспоральном теле. Он термолабилен и растворяется в щелочной среде. Кристаллический белок синтезируется из аминокислот, высвобождающихся при распаде вегетативной клетки в ходе споруляции. Структурная целостность кристалла обусловливается, видимо, связями белка с кремнием; его физическую природу подробно изучил Норрис. В. t.-b-эндотоксин действует в кишечнике чешуекрылых, для которого характерен высокий pH — в щелочной среде токсичные компоненты кристалла высвобождаются. Зараженные личинки прекращают питаться из-за паралича кишечника, наступающего через несколько минут после поглощения кристаллов. Через 50—55 мин после поглощения кристалла могут возникнуть разрывы в кишечном эпителии, причем эпителиальные клетки отшелушиваются в просвет кишечника, базальная мембрана обнажается и становится доступной для нападения вегетативных бактериальных клеток. Фауст приводит список 53 восприимчивых к В. t.-b-эндотоксину видов чешуекрылых.

Хеймпел и Ангус делят чешуекрылых по их реакции на В. t. на три группы. У личинок I группы [например, Manduca sexia (L.)] после поглощения В. t.-b-эндотоксина наступает паралич всего тела и увеличивается pH гемолимфы. Большинство Lеpidoptera попадают в группу II — у них B. t.-b-эндотоксин вызывает сначала только паралич кишки, а позже они прекращают питаться и умирают от септицемии. Для гибели насекомых III группы требуется наличие и токсинов, и спор (т. е. цельных препаратов В. thuringiensis). Паралич кишки у них не наступает. В эту группу входит, например, А. kuehniella. Мартуре предложил выделить IV группу насекомых — это чешуекрылые, нечувствительные к В. t.-b-эндотоксину [например, Mamestra brassicae (L.)].