Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato

Tossina del Colera

Indice 2005

Tossina del colera
I batteri non tirano pugni quando lottano per difendersi.
Alcuni batteri, come ad esempio il vibrione del colera, sintetizzano delle tossine così potenti che una singola molecola può uccidere una cellula intera. Una simile tossina è molto più efficace dei più potenti veleni chimici come il cianuro o l'arsenico. I veleni chimici attaccano molecole importanti per la vita e vi si legano strettamente, quindi sono necessarie moltissime molecole di cianuro per uccidere una cellula. Le tossine batteriche invece usano due diverse strategie per trasformarsi in agenti molto più mortali di così.

Costruire una Tossina Mortale
La prima strategia usata per costruire tossine super-mortali consiste nell'adottare un meccanismo di ancoraggio al bersaglio per portare direttamente la tossina alla cellula da colpire.
La tossina del colera, mostrata qui a destra dall'archivio PDB 1xtc, ha un anello di cinque catene proteiche identiche, colorato in blu, che si lega ai carboidrati sulla superficie delle cellule. In questo modo anche la porzione tossica della molecola (in rosso) giunge sulla cellula dove può iniziare l'opera di devastazione.

La seconda strategia mortale consiste nell'usare un enzima tossico invece di un veleno chimico. Gli enzimi infatti sono progettati per compiere più e più volte le loro reazioni, e quindi aggrediscono una ad una le loro molecole bersaglio e le trasformano chimicamente. Così, anche un solo enzima può modificare milioni di molecole. La tossina del colera usa questa strategia quando si trova all'interno delle cellule. La porzione tossica salta di molecola in molecola trasformandole tutte una alla volta, finché la cellula muore.

Tossina del Colera in Azione
La porzione catalitica della tossina del colera compie una singola funzione: cerca le proteine G addette alle segnalazioni cellulari e vi lega una molecola di ADP (per saperne di più sulle proteine G, si veda la Molecola del Mese dell'ottobre 2004). Questo induce la proteina G in uno stato di costante attivazione che la costringe ad inviare un segnale ininterrotto. Questo confonde la cellula che, fra le altre cose, comincia a trasportare verso l'esterno acqua e sodio che inondano l'intestino e producono una pericolosissima disidratazione.

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