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Bakterientoxine

Exotoxine

Exotoxine werden von Bakterien produziert und freigesetzt. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um makromolekulare Polypeptide. Einige Exotoxine von Bakterien zählen zu den stärksten, natürlich vorkommenden Giften, so beispielsweise die Neurotoxine der Clostridien. Exotoxine wirken oft gezielt auf Regulationsprozesse und -proteine in der Zelle und beeinflussen dadurch Schaltstellen, die die Übermittlung von Signalen durch Transmitter oder Hormone in der Zelle regulieren oder die Organisation des Cytoskeletts kontrollieren.

Tab.1
Exotoxine, eingeteilt nach ihrer Wirkungsweise und Herkunft
Invasivfaktoren meistens hydrolytische Enzyme; verändern die extrazelluläre Matrix und Zelloberflächen-Moleküle, Auflösung von Zellverbänden Hyaluronidase von A-Streptokokken, Pneumokokken, Gasbrand-Clostridien, Kollagenasen, Lipasen, Proteasen etc. von verschiedenen Bakterien
membranschädigende Exotoxine bewirken Zelllyse; Veränderung von Membranen durch Einlagerung in die Membran oder Detergenz-Wirkung Alpha-Toxin von Clostridium perfringens (Gasbranderreger), Streptolysin-O von Streptococcus pyogenes (Eitererreger)
Proteinsynthese-hemmende Exotoxine Blockade der Ribosomen-Funktion; daher Hemmung der Proteinsynthese und des Zellwachstums Diphtherie-Toxin von Corynebacterium diphteriae, Shiga-Toxin von Shigella dysenteriae
zellfunktionsverändernde Exotoxine Modifikation der Syntheseraten von Second Messenger-Molekülen. Cholera-Toxin von Vibrio cholerae, hitzelabiles Enterotoxin (LT) von Escherichia coli
zellfunktionsverändernde Exotoxine neuronale Gangliosid-Rezeptoren und als Folge davon Hemmung von Synapsen Tetanus-Toxin von Clostridium tetani

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Abb.1

Schematische Darstellung der Wirkung von Exotoxinen auf Zellen. Klicken auf die Bezeichnungen startet einzelne Animationen (modifiziert nach T. Burkart, Institut für Infektionskrankheiten, Universität Bern, Schweiz).

Aufbau von Exotoxinen

Es gibt einfach aufgebaute Exotoxine aus nur einer Polypeptidkette sowie komplexe oligomere Exotoxine aus zwei oder mehreren Polypeptidketten (Untereinheiten). Relativ häufig sind die A-B Exotoxine. Der B-Anteil kann aus einer oder aus mehreren Untereinheiten bestehen.

Abb.2
Exotoxine (modifziert nach T. Burkart)
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