结构生物化学/炭疽
炭疽这个名字来自希腊语 anthrax，意思是煤炭。它源于希腊语中表示煤炭的词，因为炭疽感染患者会产生黑色的皮肤病变。1875 年，一位名叫罗伯特·科赫的德国医生首次发现了导致炭疽病的细菌。他的研究首次表明微生物是如何引起疾病的。科赫揭示了炭疽的生命周期和传播原因。他的实验还有助于理解在关于自发产生与细胞理论的辩论仍在进行的时期，微生物在使人患病方面所起的作用。科赫在发现细菌会导致结核病后，于 1905 年获得了诺贝尔生理学或医学奖。
此外，路易斯·巴斯德于 1881 年 5 月进行了一项公开实验，以展示他对疫苗接种的看法。为了证明这一点，他准备了两组共 25 只绵羊、几头牛和一只山羊。不同的组的动物分别注射了炭疽疫苗或未接种疫苗。最终发现，未接种疫苗组的所有动物都死亡，而接种疫苗组的所有动物都存活。然后，在 1954 年，人类炭疽疫苗问世，并在 1970 年推出了改进的无细胞疫苗。
炭疽是一种二元毒素，由炭疽芽孢杆菌分泌，炭疽芽孢杆菌分泌构成炭疽毒素的三个蛋白质。炭疽毒素由三种蛋白质组成，它们单独无毒，但在一起形成有毒的复合物。这三种蛋白质分别是致死因子 (LF)、水肿因子 (EF) 和保护性抗原 (PA)。致死因子和水肿因子是酶，保护性抗原是一种多功能蛋白质。
天然保护性抗原 (天然 PA) 是一种长而扁平的蛋白质，由四个折叠域组成。第一个域 (域 1) 是一个 β-三明治，包含四个螺旋和两个钙离子。第二个域 (域 2) 由一个 β-桶状核心组成，并形成一个允许致死因子和水肿因子进入胞质溶胶的孔。第三个域 (域 3) 具有类似铁氧还蛋白的折叠。第四个域 (域 4) 由一个 β-三明治组成，具有类似免疫球蛋白的折叠，用于结合细胞受体，第四个域与蛋白质的其他部分接触很少。
-
七聚体前孔结构。
七聚体保护性抗原前孔是一个内部为空的环，具有平坦的疏水表面，这是致死因子和水肿因子的结合位点。它呈蘑菇状。
-
致死因子结构。
水肿因子有一个口袋，与宿主细胞结合并导致细胞充满液体。水肿因子单独无毒，但在结合后会改变形状。水肿因子酶的活性位点是一个很有前景的药物靶点，因为该口袋可以很容易地被阻断。致死因子是一种依赖 Zn2+ 的内肽酶。
ANTXR1 和 ANTXR2 是两种与 PA 结合的细胞受体。ANTXR1 是一个中等长度的受体，ANTXR2 是一个长受体。这两种受体在细胞外域普遍存在。
炭疽毒素在保护性抗原 (PA) 与细胞受体 ANTXR1 或 ANTXR2 结合并被蛋白水解激活时开始发挥作用。然后，保护性抗原形成七聚体前孔 (PA 寡聚化形成空心环)。这种新的前孔结合毒素的酶促成分之一或两者：致死因子 (LF) 或水肿因子 (EF)。这些酶结合后形成的复合物被转移到内体中；前孔变成跨膜孔，致死因子和水肿因子穿过该孔进入细胞质溶胶。
一旦进入细胞，致死因子就会切割并使参与激活对细胞至关重要的蛋白质的蛋白激酶 (MAPKK 1 和 MAPKK 2) 失活。水肿因子抑制免疫反应并导致细胞死亡。
虽然炭疽是一种通常影响动物的传染病，但与感染炭疽的动物接触的人也会感染。当人类患有这种传染病时，感染通常会累及皮肤、胃肠道或肺部。
对于皮肤炭疽，最常见的炭疽感染类型，通常发生在炭疽孢子与人皮肤上的割伤或擦伤接触时。
吸入性炭疽发生在孢子进入肺部时。吸入炭疽孢子并不意味着一个人会感染炭疽病。它表示他们已经接触过炭疽。为了使吸入性炭疽完全发展，细菌孢子必须发芽才能真正发生疾病。这通常需要 1 到 6 天。如果孢子发芽，它会释放有毒物质，会导致内部出血、肿胀和组织坏死。
胃肠道炭疽发生在食用被炭疽感染的肉类时。
皮肤炭疽症状在暴露后 1 到 7 天开始出现
- 出现瘙痒性疮，类似于昆虫叮咬。疮可能会起泡并变黑。
- 无痛性疮，但会肿胀。
- 形成痂，大约两周后干燥并脱落。
吸入性炭疽症状
- 发烧、不适、头痛、咳嗽、呼吸急促 (SOB) 和胸痛
胃肠道炭疽症状在一周内出现，可能包括
- 腹痛
- 正常或血性腹泻
- 发烧
- 口腔溃疡
- 恶心和呕吐
炭疽感染通常用抗生素治疗。
吸入性炭疽患者接受联合抗生素治疗。医生通常首先静脉注射环丙沙星加另一种药物给患者。吸入性炭疽治疗通常需要大约 60 天，因为孢子可能需要长达 60 天才能发芽。
皮肤炭疽用口服抗生素治疗，如多西环素和环丙沙星，持续约 7 到 10 天。
Croston，Glenn。“炭疽毒素的作用机制。”Biocarta。N.p.，n.d. 网页。2011 年 11 月 30 日。<www.biocarta.com/pathfiles/h_anthraxPathway.asp>。
Karin，Michael 和 Jin Mo Park，博士。“描述炭疽感染背后的分子机制。”加州大学圣地亚哥分校健康系统 | 圣地亚哥医院，医疗保健。UCSD，2002 年 9 月 29 日。网页。2011 年 11 月 30 日。<http://health.ucsd.edu/news/2002/08_29_Karin.html>。
Young，John A. T.，Collier，R. John。“炭疽毒素：受体结合、内化、孔形成和易位。”生物化学年度综述。网页。2011 年 11 月 30 日。<http://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev.biochem.75.103004.142728>。
来自维基百科的图片。