Was ist Pertussis-Toxin?
Das Pertussis-Toxin ist ein großes Protein, das von Bordatella pertussis, dem Erreger des Keuchhustens, produziert wird. Das Toxin, auch als PT bekannt, ist ein großes Protein, das aus sechs Untereinheiten besteht. Es ist ein Exotoxin und wird in inaktiver Form aus den Bakterienzellen freigesetzt. Sobald es in Zellen aufgenommen wurde, wird es aktiviert, wodurch die intrazellulären Signalmechanismen seiner Wirtszellen gestört werden und die bakterielle Besiedlung der infizierten Person erleichtert wird. Diese bakterielle Krankheit ist eine der ansteckenden Krankheiten, von denen sowohl Kinder als auch Erwachsene betroffen sind, obwohl es einen Impfstoff gegen den Organismus gibt.
Es gibt sechs Untereinheiten von Pertussis-Toxin, die als S1, S2, S3, S4 und S5 bekannt sind. In jedem PT-Molekül befinden sich zwei Moleküle der S4-Untereinheit. Diese Art von Toxin ist als A / B-Toxin bekannt. Der A-Teil des Pertussis-Toxins besteht aus S1, hat eine enzymatische Aktivität und kann chemische Reaktionen katalysieren.
Der B-Abschnitt von PT enthält die Untereinheiten S2-S5 und bindet an Rezeptoren auf der Zellmembran des Wirts. Sobald eine geeignete Verbindung daran bindet, löst dies zelluläre Aktivität aus. Die Bindung der B-Teile des Pertussis-Toxins bewirkt die Aktivierung der A-Untereinheit. Sobald diese Untereinheit aktiv ist, stört sie die Immunantwort des Wirts.
Ein wichtiger Teil des menschlichen Immunsystems ist die Aktivierung von Rezeptoren, die als G-Proteine bezeichnet werden. Sie stimulieren viele Pfade, die an der Immunität beteiligt sind. Wenn ihre Aktivität blockiert ist, kann dies die Fähigkeit zur Abwehr eines pathogenen Angriffs stark beeinträchtigen. Die Aktivierung der Untereinheit von Pertussis-Toxin A ermöglicht es ihm, ADP-Ribose zu einer Form von G-Protein hinzuzufügen, wodurch die intrazelluläre Signalübertragung stark behindert und eine Immunantwort auf eine Infektion mit diesem Bordatella- Pathogen gestört wird .
Die Pertussis-Toxin-Untereinheiten S2 und S3 binden an Rezeptoren verschiedener Zelltypen. Die Untereinheit 3 kann sich an die Oberfläche von Zellen binden, die als Phagozyten bezeichnet werden und deren Funktion darin besteht, Bakterien und andere Eindringlinge aufzunehmen und zu absorbieren. Es ist nicht klar, warum der Erreger diese Reaktion auslöst. Eine Hypothese ist, dass die pathogenen Bakterien einen anderen Aspekt des Immunsystems einschränken können, wenn sie sich in diesen spezialisierten Zellen befinden. Normalerweise würden diese Zellen toxische oxidierte Produkte produzieren, die Bakterien in der Nähe töten würden.
In der biochemischen Forschung an G-Proteinen wird häufig das im Handel erhältliche Pertussis-Toxin verwendet. Die Fähigkeit dieser Untereinheit, ADP-Ribose zu dem G-Protein hinzuzufügen, bewirkt, dass ihre Aktivität von jeder Reaktion des Rezeptors des G-Proteins getrennt ist. Dies ist nützlich für Studien von G-Proteinen. Es ist in inaktiver Form erhältlich und erfordert keine Aktivierung, wenn es mit Zellextrakten oder Zellen verwendet wird, aber wenn die Experimente gereinigtes G-Protein beinhalten.