Hvad er pertussis-toksin?
Pertussis-toksin er et stort protein produceret af Bordatella pertussis, det kausale middel til kikhoste. Også kendt som PT, er toksinet et stort protein, der består af seks underenheder. Det er en eksotoksin og frigives fra bakteriecellerne i en inaktiv form. Når den først er taget op i celler, aktiveres den, forstyrrer den intracellulære signalmekanisme i dens værtsceller og letter bakteriekolonisering af den inficerede person. Denne bakteriesygdom er en af de smitsomme sygdomme, der rammer både børn og voksne på trods af, at der findes en vaccine mod organismen.
Der er seks underenheder pertussistoksin, kendt som S1, S2, S3, S4 og S5. Der er to molekyler af S4-underenheden i hvert molekyle af PT. Denne type toksin er kendt som en A / B-toksin. A-delen af pertussis-toksinet består af S1, har enzymatisk aktivitet og kan katalysere kemiske reaktioner.
B-afsnittet af PT indeholder underenheder S2-S5 og binder til receptorer på værtens cellemembran. Når en passende forbindelse binder til det, udløser dette cellulær aktivitet. Bindingen af B-delene af kikhoste-toksin forårsager aktivering af A-underenheden. Når denne underenhed er aktiv, forstyrrer den værtens immunrespons.
En vigtig del af det humane immunsystem er aktivering af receptorer kaldet G-proteiner. De stimulerer mange veje involveret i immunitet. Hvis deres aktivitet er blokeret, kan dette i høj grad forstyrre evnen til at afværge et patogent angreb. Aktivering af pertussis-toksinet A-underenhed gør det muligt for at tilføje ADP-ribose til en form af G-protein, hvilket i høj grad hæmmer intracellulær signalering og forstyrrer et immunrespons på infektion med dette Bordatella- patogen.
Pertussis-toksinet underenheder S2 og S3 binder til receptorer på forskellige typer celler. Underenhed 3 kan binde til overfladen af celler kaldet fagocytter, hvis funktion er at indtage og absorbere bakterier og andre indtrængende. Det er ikke klart, hvorfor patogen udløser dette svar. En hypotese er, at de patogene bakterier ved at være inde i disse specialiserede celler er i stand til at begrænse et andet aspekt af immunsystemet. Normalt producerede disse celler giftige oxiderede produkter, der ville dræbe bakterier i nærheden.
Biokemisk forskning på G-proteiner bruger ofte kikhoste-toksin, som er tilgængeligt kommercielt. Denne subenheds evne til at tilføje ADP-ribose til G-proteinet får dens aktivitet til at være adskilt fra ethvert respons fra G-proteinets receptor. Dette er nyttigt til undersøgelser af G-proteiner. Det er tilgængeligt i inaktiv form og kræver ikke aktivering, hvis det bruges med celleekstrakter eller celler, men gør det, når eksperimenterne involverer oprenset G-protein.