Pertussis-Toxin

Das Pertussis-Toxin (PT) ist ein Protein, das von dem Bakterium Bordetella pertussis hergestellt und an seine Umgebung abgegeben wird (Exotoxin). Es ist ursächlich für die Krankheitssymptome des Keuchhustens.

Pertussis toxin subunit 1
Pertussis-Toxin als Proteinkomplex
Andere Namen	Islet-activating protein S1, IAP S1
Vorhandene Strukturdaten: PDB 1BCP, PDB 1PRT, PDB 1PTO
Masse/Länge Primärstruktur	269 Aminosäuren, 29.974 Da
Bezeichner
Externe IDs	OMIM: 103320 UniProt: P04977
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	2.4.2.-
Vorkommen
Homologie-Familie	Hovergen
Orthologe (Bordetella pertussis)
Entrez	375790
Ensembl	ENSG00000188157
UniProt	P04977
Refseq (mRNA)	NM_001305275.1
Refseq (Protein)	NP_001292204.1
PubMed-Suche	375790

Pertussis toxin subunit 2
Andere Namen	Islet-activating protein S2, IAP S2
Vorhandene Strukturdaten: PDB 1BCP, PDB 1PRT, PDB 1PTO
Masse/Länge Primärstruktur	226 Aminosäuren, 24.799 Da
Bezeichner
Externe IDs	OMIM: 103320 UniProt: P04978
Vorkommen
Homologie-Familie	Hovergen
Orthologe (Bordetella pertussis)
Entrez	375790
Ensembl	ENSG00000188157
UniProt	P04978
Refseq (mRNA)	NM_001305275.1
Refseq (Protein)	NP_001292204.1
PubMed-Suche	375790

Pertussis toxin subunit 3
Andere Namen	Islet-activating protein S3, IAP S3
Vorhandene Strukturdaten: PDB 1BCP, PDB 1PRT, PDB 1PTO
Masse/Länge Primärstruktur	227 Aminosäuren, 24.988 Da
Bezeichner
Externe IDs	OMIM: 103320 UniProt: P04979
Vorkommen
Homologie-Familie	Hovergen
Orthologe (Bordetella pertussis)
Entrez	375790
Ensembl	ENSG00000188157
UniProt	P04979
Refseq (mRNA)	NM_001305275.1
Refseq (Protein)	NP_001292204.1
PubMed-Suche	375790

Pertussis toxin subunit 4
Andere Namen	Islet-activating protein S4, IAP S4
Vorhandene Strukturdaten: PDB 1BCP, PDB 1PRT, PDB 1PTO
Masse/Länge Primärstruktur	152 Aminosäuren, 16.544 Da
Bezeichner
Externe IDs	OMIM: 103320 UniProt: P0A3R5
Vorkommen
Homologie-Familie	Hovergen
Orthologe (Bordetella pertussis)
Entrez	375790
Ensembl	ENSG00000188157
UniProt	P0A3R5
Refseq (mRNA)	NM_001305275.1
Refseq (Protein)	NP_001292204.1
PubMed-Suche	375790

Pertussis toxin subunit 5
Andere Namen	Islet-activating protein S5, IAP S5
Vorhandene Strukturdaten: PDB 1BCP, PDB 1PRT, PDB 1PTO
Masse/Länge Primärstruktur	133 Aminosäuren, 14.500 Da
Bezeichner
Externe IDs	OMIM: 103320 UniProt: P04981
Vorkommen
Homologie-Familie	Hovergen
Orthologe (Mensch)
Entrez	375790
Ensembl	ENSG00000188157
UniProt	P04981
Refseq (mRNA)	NM_001305275.1
Refseq (Protein)	NP_001292204.1
PubMed-Suche	375790

Geschichte

Keuchhusten ist in Europa seit Jahrhunderten mit teils seuchenartigen Verläufen bekannt gewesen. Nach der Isolierung des Erregers Bordetella pertussis im Jahr 1900 im Sputum eines erkrankten Säuglings und der späteren Kultivierung des Erregers fiel auf, dass manche Bakterienstämme die Erkrankung z. B. in Ratten auslösen können, andere, zu Bordetella parapertussis zusammengefasste Stämme jedoch nicht. Diese Eigenschaft hängt mit der Fähigkeit zusammen das PT zu produzieren. Bordetella parapertussis produziert kein Toxin und kann ebenso wenig Keuchhusten auslösen wie Stämme von Bordetella pertussis, die durch Mutation die Fähigkeit zur Toxinbildung verloren haben.

Struktur und Wirkungsweise

Wie viele bakterielle Exotoxine gehört auch PT zu den AB-Toxinen, die aus den Untereinheiten A und B bestehen. Dabei besitzt die A-Einheit katalytische Eigenschaften, wohingegen die B-Einheit für die Bindung an die Zielstruktur verantwortlich ist.

Insgesamt besteht PT aus sechs Untereinheiten, bestehend aus den Proteinen S1 bis S5. S1 entspricht der A-Einheit mit der katalytischen Aktivität. Die B-Einheit wird aus den insgesamt fünf Untereinheiten S2 bis S5 mit zwei S4 gebildet. Damit bindet PT an spezifische Zucker-Strukturen der Epithelzellen der Atemwege, aber auch von Abwehrzellen. Es wird durch Endozytose in die Zellen aufgenommen.

Die A-Einheit katalysiert dann die Übertragung eines ADP-Ribosylrestes von NAD an einen Cystein-Rest des inhibitorischen Gα-Proteins, wodurch seine Funktion gestört wird. Die Folge ist, dass die Adenylatcyclase nicht mehr gehemmt werden kann und sich der cAMP-Spiegel in der Zelle erhöht. Dies kann die Zelle auf verschiedene Weise schädigen.