La toxine coquelucheuse est une grosse protéine produite par Bordatella pertussis, l’agent causal de la coqueluche. Également connue sous le nom de PT, la toxine est une grosse protéine composée de six sous-unités. C’est une exotoxine et est libérée des cellules bactériennes sous une forme inactive. Une fois absorbé dans les cellules, il est activé, perturbant les mécanismes de signalisation intracellulaire de ses cellules hôtes et facilitant la colonisation bactérienne de la personne infectée. Cette maladie bactérienne fait partie des maladies contagieuses qui frappent aussi bien les enfants que les adultes, malgré l’existence d’un vaccin contre l’organisme.
Il existe six sous-unités de toxine coquelucheuse, appelées S1, S2, S3, S4 et S5. Il y a deux molécules de la sous-unité S4 dans chaque molécule de PT. Ce type de toxine est connu sous le nom de toxine A/B. La partie A de la toxine coquelucheuse est composée de S1, a une activité enzymatique et peut catalyser des réactions chimiques.
La section B de PT contient les sous-unités S2-S5 et se lie aux récepteurs sur la membrane cellulaire de l’hôte. Une fois qu’un composé approprié s’y lie, cela déclenche l’activité cellulaire. La liaison des parties B de la toxine coquelucheuse provoque l’activation de la sous-unité A. Une fois que cette sous-unité est active, elle interfère avec la réponse immunitaire de l’hôte.
Une partie importante du système immunitaire humain est l’activation de récepteurs appelés protéines G. Ils stimulent de nombreuses voies impliquées dans l’immunité. Si leur activité est bloquée, cela peut grandement interférer avec la capacité de repousser une attaque pathogène. L’activation de la sous-unité A de la toxine coquelucheuse lui permet d’ajouter de l’ADP-ribose à une forme de protéine G, entravant ainsi considérablement la signalisation intracellulaire et interférant avec une réponse immunitaire à l’infection par ce pathogène Bordatella.
Les sous-unités S2 et S3 de la toxine coquelucheuse se lient à des récepteurs sur différents types de cellules. La sous-unité 3 peut se lier à la surface de cellules appelées phagocytes, dont la fonction est de capter et d’absorber les bactéries et autres envahisseurs. On ne sait pas pourquoi l’agent pathogène déclenche cette réponse. Une hypothèse est qu’en étant à l’intérieur de ces cellules spécialisées, les bactéries pathogènes sont capables de limiter un autre aspect du système immunitaire. Normalement, ces cellules produiraient des produits oxydés toxiques qui tueraient les bactéries à proximité.
La recherche biochimique sur les protéines G utilise fréquemment la toxine de la coqueluche, qui est disponible dans le commerce. La capacité de cette sous-unité à ajouter de l’ADP-ribose à la protéine G fait que son activité est séparée de toute réponse du récepteur de la protéine G. Ceci est utile pour les études des protéines G. Il est disponible sous une forme inactive et ne nécessite pas d’activation s’il est utilisé avec des extraits cellulaires ou des cellules, mais le fait lorsque les expériences impliquent une protéine G purifiée.