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Tetanospasmin Das Tetanustoxin oder ist das wichtigste der von Clostridium tetani gebildeten Exotoxine 2 3 Es ist ein 15

Tetanospasmin

Das Tetanustoxin oder Tetanospasmin ist das wichtigste der von Clostridium tetani gebildeten Exotoxine. Es ist ein 150 kDa schweres Protein und wird sowohl aktiv von den Bakterien sezerniert als auch bei Lyse von Bakterien freigesetzt. Es wirkt direkt neurotoxisch durch Proteolyse der SNARE-Proteine.

Tetanospasmin
Masse/Länge Primärstruktur 1314 = 456+858 Aminosäuren
Kofaktor Zn2+
Präkursor (1315 aa)
Bezeichner
Gen-Name(n) tetX
Externe IDs
Transporter-Klassifikation
TCDB 1.C.8.1.2
Bezeichnung Tetanustoxin Familie
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 3.4.24.68, Metalloprotease
MEROPS M27.001
Reaktionsart Hydrolyse
Substrat 76-Gln-+-Phe-77 in Synaptobrevin 2
Produkte Spaltprodukte
Vorkommen
Homologie-Familie Botulinumtoxin
Übergeordnetes Taxon Clostridium

Sicherheitshinweise
CAS-Nummer

676570-37-9

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

Gefahr

H- und P-Sätze H: 300+330​‐​311
P: 260​‐​280​‐​302+352+312​‐​304+340+310​‐​403+233

Aufbau Bearbeiten

Wirkungsweise des Tetanospasmins nach Arnab K. Rana

Das Toxin besteht aus zwei Untereinheiten und wird aus einem Proto-Polypeptid während der logarithmischen Wachstumsphase intrazellulär gebildet. Nach Autolyse wird das Prototoxin durch Proteasen in seine aktive Form überführt. Die schwere Proteinkette (100 kDa mit zwei Domänen) ist verantwortlich für die Bindung des Toxins an Ganglioside von Nervenzellen (also Bindung an die Membran und Translokation durch die Membran), während die leichte Kette (50 kDa) die Neurotoxizität vermittelt. Die leichte und schwere Kette sowie die beiden Domänen der schweren Proteinkette sind jeweils durch eine Disulfidbrücke miteinander verbunden.

Der C-Terminus der schweren Kette bindet an Rezeptoren für eine Endozytose notwendig. Der N-Terminus vermittelt den intra-axonalen Transport und in zentralen Interneuron auch die Translokation des Toxins in das Cytosol des Neurons. Die leichte Kette ist für die toxinspezifischen Eigenschaften nötig.

Die Gene für das Toxin sind hochkonserviert und sein Regulatorgen befindet sich auf einem Plasmid.

Wirkung Bearbeiten

Das Toxin hemmt präsynaptisch die inhibitorischen Synapsen an den spinalen Motoneuronen sowie die Freisetzung der Neurotransmitter Glycin und GABA. Klinisch zeigt sich dies in einer spastischen Paralyse.

Ähnliche Toxine Bearbeiten

Es ist nach dem Botulinum-Toxin das zweitstärkste bakterielle Toxin. Man schätzt, dass die minimale tödliche Dosis für Menschen weniger als 2,5 ng pro kg Körpergewicht beträgt. Es spaltet wie dieses das Vesikel-Membranprotein Synaptobrevin. Außerdem wirkt Tetanospasmin ähnlich wie das Pflanzengift Strychnin, das ebenfalls die Wirkung von Glycin verhindert.

Sonstiges Bearbeiten

Der Nachweis von Tetanospasmin erfolgt bei dringendem Verdacht im Tierversuch. Mäuse zeigen typischerweise eine Robbenstellung. Bereits 0,1 ng/kg Körpergewicht Tetanospasmin töten eine Maus, 0,3 ng/kg KW ein Meerschweinchen. Während Mäuse, Meerschweinchen, Affen, Schafe und Ziegen sehr empfindlich auf das Toxin reagieren, sind Katzen, Hunde, Vögel und auch wechselwarme Tiere resistenter.

Tetanospasmin lässt sich durch Formalin inaktivieren, man erhält so den Toxoidimpfstoff, der als wirksamer Bestandteil eines Tetanusimpfstoffs bei der aktiven Tetanus-Impfung eingesetzt wird.

Der deutsche Toxikologe Ernst Habermann leistete Pionierarbeit bei der Aufklärung von Struktur und Wirkungsweise des Tetanospasmins.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Datenblatt Tetanustoxin, aus Clostridium tetani bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 29. Juli 2017 (PDF).
  2. R. Pellizzari et al.: Tetanus and botulinum neurotoxins: mechanism of action and therapeutic uses. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. Band 354, Nr. 1381, 28. Februar 1999, S. 259–268, doi:10.1098/rstb.1999.0377, PMID 10212474, PMC 1692495 (freier Volltext).
  3. Thomas Binz et al.: Clostridial neurotoxins: mechanism of SNARE cleavage and outlook on potential substrate specificity reengineering. In: Toxins. Band 2, Nr. 4, April 2010, S. 665–682, doi:10.3390/toxins2040665, PMID 22069605, PMC 3153214 (freier Volltext).
  4. ↑ Tetanus Toxoid: Martha H. Roper et al. In: Stanley A. Plotkin et al. (Hrsg.): Plotkin’s Vaccines. 7. Auflage. Elsevier, Philadelphia 2017, ISBN 978-0-323-35761-6, S. 1052 ff., doi:10.1016/B978-0-323-35761-6.00058-4.
  5. Nutzendokumentation von Standardimpfstoffen: Tetanus. Arznei-Telegramm, 19. Februar 2016, S. 17–20, abgerufen am 10. Dezember 2019.
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Veröffentlichungsdatum:
Das Tetanustoxin oder Tetanospasmin ist das wichtigste der von Clostridium tetani gebildeten Exotoxine 2 3 Es ist ein 150 kDa schweres Protein und wird sowohl aktiv von den Bakterien sezerniert als auch bei Lyse von Bakterien freigesetzt Es wirkt direkt neurotoxisch durch Proteolyse der SNARE Proteine TetanospasminMasse Lange Primarstruktur 1314 456 858 AminosaurenKofaktor Zn2 Prakursor 1315 aa BezeichnerGen Name n tetXExterne IDs UniProt P04958 CAS Nummer 676570 37 9 1 Transporter KlassifikationTCDB 1 C 8 1 2Bezeichnung Tetanustoxin FamilieEnzymklassifikationEC Kategorie 3 4 24 68 MetalloproteaseMEROPS M27 001Reaktionsart HydrolyseSubstrat 76 Gln Phe 77 in Synaptobrevin 2Produkte SpaltprodukteVorkommenHomologie Familie BotulinumtoxinUbergeordnetes Taxon ClostridiumSicherheitshinweiseCAS Nummer 676570 37 9GHS Gefahrstoffkennzeichnung 1 GefahrH und P Satze H 300 330 311P 260 280 302 352 312 304 340 310 403 233 1 Inhaltsverzeichnis 1 Aufbau 2 Wirkung 3 Ahnliche Toxine 4 Sonstiges 5 EinzelnachweiseAufbau Bearbeiten nbsp Wirkungsweise des Tetanospasmins nach Arnab K RanaDas Toxin besteht aus zwei Untereinheiten und wird aus einem Proto Polypeptid wahrend der logarithmischen Wachstumsphase intrazellular gebildet Nach Autolyse wird das Prototoxin durch Proteasen in seine aktive Form uberfuhrt 4 Die schwere Proteinkette 100 kDa mit zwei Domanen ist verantwortlich fur die Bindung des Toxins an Ganglioside von Nervenzellen also Bindung an die Membran und Translokation durch die Membran wahrend die leichte Kette 50 kDa die Neurotoxizitat vermittelt Die leichte und schwere Kette sowie die beiden Domanen der schweren Proteinkette sind jeweils durch eine Disulfidbrucke miteinander verbunden Der C Terminus der schweren Kette bindet an Rezeptoren fur eine Endozytose notwendig 4 Der N Terminus vermittelt den intra axonalen Transport und in zentralen Interneuron auch die Translokation des Toxins in das Cytosol des Neurons Die leichte Kette ist fur die toxinspezifischen Eigenschaften notig Die Gene fur das Toxin sind hochkonserviert und sein Regulatorgen befindet sich auf einem Plasmid 4 Wirkung BearbeitenDas Toxin hemmt prasynaptisch die inhibitorischen Synapsen an den spinalen Motoneuronen sowie die Freisetzung der Neurotransmitter Glycin und GABA Klinisch zeigt sich dies in einer spastischen Paralyse Ahnliche Toxine BearbeitenEs ist nach dem Botulinum Toxin das zweitstarkste bakterielle Toxin Man schatzt dass die minimale todliche Dosis fur Menschen weniger als 2 5 ng pro kg Korpergewicht betragt 5 Es spaltet wie dieses das Vesikel Membranprotein Synaptobrevin Ausserdem wirkt Tetanospasmin ahnlich wie das Pflanzengift Strychnin das ebenfalls die Wirkung von Glycin verhindert Sonstiges BearbeitenDer Nachweis von Tetanospasmin erfolgt bei dringendem Verdacht im Tierversuch Mause zeigen typischerweise eine Robbenstellung Bereits 0 1 ng kg Korpergewicht Tetanospasmin toten eine Maus 0 3 ng kg KW ein Meerschweinchen 4 Wahrend Mause Meerschweinchen Affen Schafe und Ziegen sehr empfindlich auf das Toxin reagieren sind Katzen Hunde Vogel und auch wechselwarme Tiere resistenter Tetanospasmin lasst sich durch Formalin inaktivieren man erhalt so den Toxoidimpfstoff der als wirksamer Bestandteil eines Tetanusimpfstoffs bei der aktiven Tetanus Impfung eingesetzt wird Der deutsche Toxikologe Ernst Habermann leistete Pionierarbeit bei der Aufklarung von Struktur und Wirkungsweise des Tetanospasmins Einzelnachweise Bearbeiten a b c Datenblatt Tetanustoxin aus Clostridium tetani bei Sigma Aldrich abgerufen am 29 Juli 2017 PDF R Pellizzari et al Tetanus and botulinum neurotoxins mechanism of action and therapeutic uses In Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B Biological Sciences Band 354 Nr 1381 28 Februar 1999 S 259 268 doi 10 1098 rstb 1999 0377 PMID 10212474 PMC 1692495 freier Volltext Thomas Binz et al Clostridial neurotoxins mechanism of SNARE cleavage and outlook on potential substrate specificity reengineering In Toxins Band 2 Nr 4 April 2010 S 665 682 doi 10 3390 toxins2040665 PMID 22069605 PMC 3153214 freier Volltext a b c d Tetanus Toxoid Martha H Roper et al In Stanley A Plotkin et al Hrsg Plotkin s Vaccines 7 Auflage Elsevier Philadelphia 2017 ISBN 978 0 323 35761 6 S 1052 ff doi 10 1016 B978 0 323 35761 6 00058 4 Nutzendokumentation von Standardimpfstoffen Tetanus Arznei Telegramm 19 Februar 2016 S 17 20 abgerufen am 10 Dezember 2019 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Tetanospasmin amp oldid 233879942