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Lexikon der Biologie: Choleratoxin

Choleratoxin s, ein kohlenhydrat- und lipidfreies Protein (relative Molekülmasse Mr = 82 000), das ähnlich dem Diphtherietoxin aus zwei Teilen A (eine Polypeptidkette mit Mr = 28 000) und B (aus 5 Untereinheiten mit je Mr = 11 600) besteht. Fragment B, das Affinität zu dem Gangliosid GM1 (ein Rezeptor in der Membran) besitzt, ist für die Bindung des Choleratoxins an geeignete Gewebe tierischer Zellen verantwortlich, die dem Transport von Fragment A durch die Membran vorausgeht. Fragment A, die eigentliche toxische Fraktion, enthält eine ADP-Ribosyl-Transferase-Aktivität und koppelt ADP-Ribose an die guanylnucleotidbindende Komponente der membrangebundenen Adenylat-Cyclase (ein Regulatorprotein der Adenylat-Cyclase). Dadurch wird die GTP-spaltende Aktivität des Regulatorproteins (G-Proteine) inaktiviert, was eine dauernde Aktivierung der einmal stimulierten Adenylat-Cyclase, d. h. eine ständige Synthese von cAMP, zur Folge hat. Die Konzentration von cAMP steuert u. a. die Ausscheidung von Wasser und Salzen in den Zellen. Normalerweise, also bei Stimulierung der Adenylat-Cyclase durch den Nahrungsbrei im Dünndarm, wird so viel cAMP gebildet, daß etwa 2 l alkalische Flüssigkeit aus der Darmwand abgegeben werden. Sie ist für die Aktivität der Verdauungsenzyme nötig und wird später wieder resorbiert. Durch die Überstimulierung der Adenylat-Cyclase durch Choleratoxin wird oft mehr als die 10fache Menge Wasser in den Dünndarm abgegeben, deren spätere Resorption unmöglich ist, so daß es zu dem für die Cholera typischen gefährlichen Verlust von Wasser und Elektrolyt-Salzen kommt, der bei völliger Austrocknung des Körpers tödliche Folgen hat. Bakterientoxine, Exotoxine, Ionenkanäle.

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