La tossina della pertosse è una grossa proteina prodotta dalla Bordatella pertussis, l’agente causale della pertosse. Conosciuta anche come PT, la tossina è una grande proteina composta da sei subunità. È un’esotossina e viene rilasciata dalle cellule batteriche in forma inattiva. Una volta assorbito nelle cellule, viene attivato, interrompendo i meccanismi di segnalazione intracellulare delle sue cellule ospiti e facilitando la colonizzazione batterica della persona infetta. Questa malattia batterica è una delle malattie contagiose che colpisce sia i bambini che gli adulti, nonostante l’esistenza di un vaccino contro l’organismo.
Ci sono sei subunità della tossina della pertosse, note come S1, S2, S3, S4 e S5. Ci sono due molecole della subunità S4 in ogni molecola di PT. Questo tipo di tossina è nota come tossina A/B. La parte A della tossina della pertosse è composta da S1, ha attività enzimatica e può catalizzare reazioni chimiche.
La sezione B di PT contiene le subunità S2-S5 e si legano ai recettori sulla membrana cellulare dell’ospite. Una volta che un composto appropriato si lega ad esso, questo innesca l’attività cellulare. Il legame delle parti B della tossina della pertosse provoca l’attivazione della subunità A. Una volta che questa subunità è attiva, interferisce con la risposta immunitaria dell’ospite.
Una parte importante del sistema immunitario umano è l’attivazione di recettori chiamati proteine G. Stimolano molti percorsi coinvolti nell’immunità. Se la loro attività è bloccata, ciò può interferire notevolmente con la capacità di respingere un attacco patogeno. L’attivazione della subunità A della tossina della pertosse consente di aggiungere ADP-ribosio a una forma di proteina G, ostacolando così notevolmente la segnalazione intracellulare e interferendo con una risposta immunitaria all’infezione con questo patogeno della Bordatella.
Le subunità della tossina della pertosse S2 e S3 si legano ai recettori su diversi tipi di cellule. La subunità 3 può legarsi alla superficie di cellule chiamate fagociti, la cui funzione è quella di assorbire e assorbire batteri e altri invasori. Non è chiaro il motivo per cui l’agente patogeno innesca questa risposta. Un’ipotesi è che trovandosi all’interno di queste cellule specializzate, i batteri patogeni siano in grado di limitare un altro aspetto del sistema immunitario. Normalmente queste cellule produrrebbero prodotti ossidati tossici che ucciderebbero i batteri nelle vicinanze.
La ricerca biochimica sulle proteine G utilizza spesso la tossina della pertosse, disponibile in commercio. La capacità di questa subunità di aggiungere ADP-ribosio alla proteina G fa sì che la sua attività sia separata da qualsiasi risposta del recettore della proteina G. Questo è utile per gli studi sulle proteine G. È disponibile in una forma inattiva e non richiede l’attivazione se utilizzato con estratti cellulari o cellule, ma lo fa quando gli esperimenti coinvolgono la proteina G purificata.