Diphtherietoxin

Beim Diphtherietoxin handelt sich um ein hitzelabiles Polypeptid aus 535 Aminosäuren, das aus zwei Untereinheiten, einer A-Einheit von 21 kDa und einer B-Einheit von 40 kDa, besteht. Sie sind über Disulfidbrücken miteinander verbunden. Das Toxin wird von einem Bakteriophagen kodiert - nur Stämme, die mit einem dieses Gen tragenden Phagen infiziert sind, sind pathogen und bilden das Toxin.

Das Diphtherietoxin gehört zur Gruppe der AB-Toxine. Die größere B-Untereinheit bindet an einen Rezeptor auf der Zelloberfläche der Zielzelle. Dabei handelt es sich um den Heparin-binding EGF-like growth factor (HB-EGF). HB-EGF wird von zahlreichen Körperzellen exprimiert. Die Bindung an den Rezeptor leitet die Endozytose des Toxins ein.

Durch den sauren pH-Wert im Endosom spaltet sich das Toxin in seine beiden Untereinheiten auf. Dabei wird die A-Untereinheit von der B-Untereinheit getrennt und durch die Membran ins Zytoplasma entlassen. An den Ribosomen bewirkt die C-Domäne, die am N-Terminus der A-Untereinheit liegt, eine irreversible Hemmung der Proteinbiosynthese. Dazu ADP-ribosyliert das Toxin den Diphthamid-Rest des eukaryoten Elongationsfaktors eEF-2. Das führt zu einem Funktionsverlust des Ribosoms und damit zur Hemmung der Translation. Langfristig kommt es zum Zelluntergang, da essentielle Proteine nicht mehr synthetisiert werden können.

Das Toxin führt zu Nekrosen und dem typischen Foetor ex ore. Die toten Epithelzellen bilden zusammen mit Fibrin die dem Bakterium seinen Namen gebende weißlich-gelbe Pseudomembran (diphthera, griech. die Membran, die Haut).

In Diphtherieimpfstoffen liegt das Diphtherietoxin in inaktivierter Form als sogenanntes Toxoid vor.