1. Бактериальные токсины ингибиторы синтеза белка

Примерами таких токсинов являются экзотоксин Corynebacterium diphtheriae и экзотоксин А Pseudomonas aeruginosa.

Токсины этих бактерий обладают моно-АДФ-рибозилтрансферазными свойствами и способны осуществлять перенос АДФ-рибозы от НАД⁺ на эукариотический фактор элонгации 2, что приводит к его инактивации, выражающейся в нарушении процессов трансляции белков на рибосомах, что в конечном итоге приводит к гибели клеток.

Другим примером токсинов вызывающих нарушение синтеза белков в клетках мишенях являются токсин Шига (Stx) Shigella dysenteriae первого серотипа и Шига-подобные токсины 1 и 2 типов энтерогеморрагических E.coli, ответственных за возникновение дизентериеподобных диарейных состояний и E.coli вызывающих гемолитико-уремический синдром. Механизм действия этих токсинов основан на ферментативной инактивации 28S рибосомальной РНК (рРНК). В частности токсин обладает N-гликозидазной активностью направленной на отщепление единичного аденинового остатка от 28S рРНК.

2. Бактериальные токсины нарушающие процессы сигнальной трансдукции

В эукариотических клетках, сигналы полученные с внешних стимулированных рецепторов расположенных на поверхности клетки затем передаются через ее мембрану при помощи двух основных механизмов: 1) тирозин фосфорилирование цитоплазматической области рецептора, которое инициирует каскад событий ведущих к внутриклеточной передаче сигнала; и 2) модификация объединенного с рецептором ГТФ-связывающего протеина, которое ведет к переносу сигнала от рецептора к различным ферментам, отвечающим за освобождение вторичных мессенджеров (молекул посредников) как например циклический АМФ (цAMP), инозитол-трифосфат, и диацилглицерол, имеющих критическое значение в поддержании разнообразных функций клеток.

Коклюшный токсин (PT)

Этот токсин – белок с м.м. 105 кДа секретируется Bordetella pertussis и является этиологическим фактором кашлевого синдрома. Он принадлежит к A/B классу токсинов и обладает АДФ-рибозилирующей активностью. Домен А токсина активирует эукариотические клетки путем рибозилирования ГТФ-связывающих протеинов, что вызывает их разобщение от соответствующих рецепторов и приводит к нарушению ответов эукариотческих клеток на экзогенную стимуляцию. Проявлением действия этого токсина является лейкоцитоз, гистаминовая сенсибилизация и увеличение продукции инсулина.

Аденилатциклаза токсин-гемолизин (CyaA) возбудителя коклюша Bordetella pertussis.

Токсин секретируется бактериями видов Bordetella pertussis, B. bronchiseptica и B. parapertussis. Активность токсина существенна на ранних стадиях бактериальной колонизации дыхательных путей и может индуцировать развитие апоптоза легочных альвеолярных макрофагов. Как было отмечено выше токсин организован как бифункциональный протеин, состоящий из N-терминальная области, отвечающей за клеточную инвазию и кальмодулин зависимую аденилатциклазную ферментативную активность и связанного с ней пороформирующего гемолизина.

Этот токсин образует небольшие катионные каналы в липидном бислое ЦПМ клеток мишеней, через которые в них поступает аденилатциклазный домен, который после связывания с клеточным белком кальмадулином, катализирует неконтролируемую конверсию АТФ в цАМФ, накопление которой вызывает нарушения клеточных функций.

Холерный экзоэнтеротоксин (CT) и термолабильные токсины (LT) E.сoli

Холерный токсин и LT-I и LT-II токсины энтеротоксигенных кишечных палочек (ETEC) имеют идентичный механизм действия. Оба токсина принадлежат к классу АДФ-рибозилирующих токсинов и имеют АВ₅ строение. Пять В субъединиц отвечают за прикрепление токсина к поверхности эпителиальных клеток тонкой кишки. Субъединица А выполняет активаторную ферментативную функцию. В частности, ферментативно активный домен А гидролизует клеточный НАД до никотинамида и АДФ-рибозы и переносит последнюю группу на некоторые ГТФ-связывающие протеины, такие как Gs, Gt и Golf. Рибозилирования Gs белка приводит к постоянной активации фермента аденилатциклазы, которая участвует в превращении АДФ в цАМФ. Увеличение внутриклеточной концентрации цАМФ, в свою очередь, приводит к нарушению транспорта электролитов в кишечнике, в частности, в эпителиальных клетках кишечника подавляется абсорбция ионов натрия и повышается секреция ионов хлора. Осмотическое давление в полости кишки повышается по сравнению с внутриклеточным осмотическим давлением и в полость кишки из клеток начинает секретироваться вода. В конечном итоге изменение ионных потоков приводит к развитию секреторной диареи.