Tetanustoxin

Die Serotypen A bis F von Clostridium tetani können das Tetanustoxin produzieren. Die Toxine der Serotypen A und B sind für medizinische Zwecke nutzbar.

Tetanustoxin ist ein Protein mit einem Molekulargewicht von etwa 150 kDa. Es entsteht durch Translation des TetX-Gens auf dem PE88-Plasmid und wird posttranslational in eine 100 kDa schwere B-Kette und eine 50 kDa leichte A-Kette gespalten. Beide Ketten sind durch eine Disulfidbrücke verbunden.

Die B-Kette bindet an die Disialoganglioside GD2 und GD1b der Nervenzellmembran und enthält eine Translokationsdomäne, die den Transport des Proteins durch die Membran in das Zellinnere unterstützt. Bei der A-Kette handelt es sich um eine Zink-Endopeptidase, die Synaptobrevin (VAMP) attackiert.

Nach Infektion vermehren sich die Clostridien insbesondere in sauerstoffarmem Wundmillieu (z.B. Wundtaschen) sehr schnell und beginnen die Toxinproduktion. Das Toxin wird durch Autolyse der Bakterienzellen freigesetzt und erreicht retrograd entlang der Nervenbahnen oder hämatogen die Neuronen im Vorderhorn des Rückenmarks, wo das Toxin wirksam wird.

Das Tetanustoxin verhindert durch proteolytische Spaltung des synaptischen CORE-Komplex-Proteins Synaptobrevin die Freisetzung inhibitorischer Neurotransmitter (Glycin und GABA) in inhibitorischen Interneuronen.

Bei Ausfall der synaptischen Hemmung kommt es zu einer dramatischen Übererregung der Muskulatur mit Streckkrämpfen (Opisthotonus) und einem typischen Gesichtsausdruck (Risus sardonicus), zwei Leitsymptomen des Tetanus.