Erkläre den molekularen Wirkmechanismus des Diphterietoxins.

Antwort

Das Diphtherietoxin ist ein hochwirksames Exotoxin, das von der Bakterienart *Corynebacterium diphtheriae* produziert wird. Der molekulare Wirkmechanismus des Diphtherietoxins kann in mehrere Schritte unterteilt werden: 1. **Bindung an die Zielzelle**: Das Diphtherietoxin besteht aus zwei Hauptkomponenten: einer A-Untereinheit (aktive Untereinheit) und einer B-Untereinheit (Bindungsuntereinheit). Die B-Untereinheit bindet spezifisch an den epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR) auf der Oberfläche von Zielzellen, insbesondere von Epithelzellen im Rachenraum. 2. **Endozytose**: Nach der Bindung an den Rezeptor wird das Toxin durch Endozytose in die Zelle aufgenommen. Dabei wird die Zellmembran um das Toxin herum eingeklappt, und es entsteht ein Endosom. 3. **Freisetzung der A-Untereinheit**: Im sauren Milieu des Endosoms wird das Toxin aktiviert. Die B-Untereinheit vermittelt eine Konformationsänderung, die es der A-Untereinheit ermöglicht, in das Zytoplasma der Zelle zu gelangen. Dies geschieht durch die Bildung eines Porenkomplexes in der Endosomenmembran. 4. **Inhibition der Proteinsynthese**: Im Zytoplasma angekommen, wirkt die A-Untereinheit als Enzym, das die ribosomale RNA (rRNA) des 60S-Ribosomenuntereinheit modifiziert. Es überträgt ein Adeninrest von Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) auf die rRNA, was zur Inaktivierung des Ribosoms führt. Dies hemmt die Proteinsynthese der Zelle, was letztlich zu Zellschäden und Zelltod führt. 5. **Zelluläre Auswirkungen**: Die Hemmung der Proteinsynthese hat schwerwiegende Folgen für die Zelle, da essentielle Proteine nicht mehr produziert werden können. Dies führt zu einer Störung der Zellfunktionen und kann in Geweben, die stark auf die Proteinsynthese angewiesen sind, wie Herz- und Nervengewebe, zu schweren Schäden führen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Diphtherietoxin durch spezifische Bindung, Endozytose, Freisetzung der aktiven Untereinheit und Hemmung der Proteinsynthese eine potente zytotoxische Wirkung entfaltet, die zu den charakteristischen Symptomen der Diphtherie führt.

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