Toxina colérica B pentámero, Vibrio cholerae.
A **toxina colérica** (tamén chamada **coleráxeno** e abreviada como **CTX**, **Ctx**, ou **CT**) é un complexo proteico segregado pola bacteria *Vibrio cholerae*. A CTX é a exotoxina responsable da diarrea acuosa masiva característica da infección do cólera.

Estrutura
---------

A toxina do cólera é un complexo oligomérico constituído por seis subunidades proteicas: unha soa copia da subuinidade A (parte A, encimática), e cinco copias da subunidade B (parte B, para a unión ao receptor), denominadas AB5. A subunidade B é a que se liga mentres que a subunidade A activa á proteína G, a cal á súa vez activa á adenilato ciclase. A estrutura tridimensional desta toxina determinárona en 1995 Zhang et al. utilizando cristalografía de raios X.

As cinco subunidades B; cada unha de 12 kDa, forman un anel de cinco membros. A subunidade A ten dous segmentos importantes. A porción A1 da cadea (CTA1) é un encima globular que ADP-ribosila a proteínas G, mentres que a cadea A2 (CTA2) forma unha hélice alfa estendida, que se axusta comodamente no poro central do anel da subuinidade B.

Esta estrutura é similar en forma, mecanismo, e secuencia á da enterotoxina lábil á calor segregada por algunhas cepas da bacteria *Escherichia coli*.

Patoxénese
----------

A toxina colérica actúa polo seguinte mecanismo: Primeiro, o anel da subunidade B da toxina do cólera únese aos gangliósidos GM1 da superficie das células diana. Unha vez unida, o complexo da toxina é endocitado pola célula e a cadea da toxina do cólera A1 (CTA1) é liberada pola redución dunha ponte disulfuro. O endosoma móvese ao aparato de Golgi, onde a proteína A1 é recoñecida pola proteína chaperona do retículo endoplasmático (RE) proteína disulfuro isomerase. A cadea A1 é despois despregada e deixada na membrana do orgánulo, onde a RE-vcoxidase - RE oxidorredutina activa a liberación da proteína A1 por oxidación do complexo proteína disulfuro isomerase. A medida que a proteína A1 se move desde o retículo endoplasmático ao citoplasma polo canal Sec61, volve a pregarse e evita a desactivación como resultado de ubiquitinación.

A CTA1 libérase despois para que se una a unha proteína humana chamada factor 6 de ADP-ribosilación (Arf6); a unión ao Arf6 orixina un cambio na forma da CTA1 que expón o seu sitio activo e permite que exerza a súa actividade catalítica. O fragmento CTA1 cataliza a ADP-ribosilación das proteínas da subunidade Gs alfa (Gα*s*) utilizando NAD+. A ADP-ribosilación causa que a subunidade Gα*s* perda a súa actividade catalítica de hidrolización do GTP a GDP + P*i* para que permaneza activada máis tempo do normal. O incremento da activación de Gα*s* leva a un incremento da actividade da adenilato ciclase, o cal incrementa a concentración intracelular de AMPc en máis de 100 veces con respecto ao normal e sobreactiva a PKA citosólica. Estas PKA activas fosforilan despois a proteína de canal de cloruros regulador de condutancia transmembrana da fibrose quística (CFTR), o que dá lugar a un fluxo mediado por ATP de ións cloruro e orixina a secreción de H2O, Na+, K+, e HCO3- cara ao lume intestinal. Ademais, a entrada de Na+ e consecuentemente a entrada de auga nos enterocitos diminúen. Os efectos combinados teñen como resultado unha rápida perda de fluídos polos intestinos, de ata 2 litros por hora, que produce unha grave deshidratación e outros factores asociados co cólera, como as feces de auga de arroz.

Un feito interesante é que a toxina pertussis (que tamén é unha proteína AB5) producida pola *Bordetella pertussis* actúa de maneira similar coa excepción de que ADP-ribosila a subiunidade Gα*i*, facéndoa incactiva e incapaz de inhibir a produción pola adenilato ciclase de AMPc (o que fai que a produción sexa constitutiva).

Orixe
-----

O xene que codifica a toxina colérica é introducido na bacteria *V. cholerae* por transferencia horizontal de xenes. As cepas virulentas de *V. cholerae* levan unha variante dun fago temperado chamado CTXfi ou bacteriófago CTXφ. Os xenes da toxina están contidos no xenoma do fago.

Aplicacións
-----------

Como a subunidade B parece ser relativamente non tóxica, os investigadores atoparon diversas aplicacións para ela en bioloxía molecular e celular. Utilízase rotineiramente como un marcador neuronal.

O tratamento de células nai neurais de roedores coa toxina colérica induce cambios na localización do factor de transcrición Hes3 e fai incrementar a súa cantidade.

Na superficie celular atópanse gangliósidos GM1 en balsas lipídicas. Para identificar estas balsas lipídicas poden utilizarse os complexos da subunidade B etiquetados con fluorescencia ou posteriormente ligados a anticorpos.

Notas
-----

1. ↑  Ryan KJ; Ray CG (editors) (2004). *Sherris Medical Microbiology* (4th ed.). McGraw Hill. p. 375. ISBN 0-8385-8529-9.
2. ↑  Faruque SM; Nair GB (editors). (2008). *Vibrio cholerae: Genomics and Molecular Biology*. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-33-2 .
3. ↑  Zhang R, Scott D, Westbrook M, Nance S, Spangler B, Shipley G, Westbrook E (1995). "The three-dimensional crystal structure of cholera toxin". *J Mol Biol* **251** (4): 563–73. PMID 7658473. doi:10.1006/jmbi.1995.0456.
4. ↑  De Haan L, Hirst TR (2004). "Cholera toxin: a paradigm for multi-functional engagement of cellular mechanisms (Review)". *Mol. Membr. Biol.* **21** (2): 77–92. PMID 15204437. doi:10.1080/09687680410001663267.
5. ↑  O'Neal C, Jobling M, Holmes R, Hol W (2005). "Structural basis for the activation of cholera toxin by human ARF6-GTP". *Science* **309** (5737): 1093–6. PMID 16099990. doi:10.1126/science.1113398.
6. ↑  Joaquín Sánchez, Jan Holmgren (2011). "Cholera toxin – A foe & a friend" (PDF). *Indian Journal of Medical Research* **133**: 158. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 03 de febreiro de 2013. Consultado o 03 de abril de 2014.
7. ↑  Boron, W. F. & Boulpaep, E. L. (2009). Medical physiology: a cellular and molecular approach (2nd ed.). Philadelphia, PA: Saunders/Elsevier.
8. ↑  Davis B, Waldor M (2003). "Filamentous phages linked to virulence of Vibrio cholerae". *Curr Opin Microbiol* **6** (1): 35–42. PMID 12615217. doi:10.1016/S1369-5274(02)00005-X.
9. ↑  Pierre-Hervé Luppi. "The Discovery of Cholera-Toxin as a Powerful Neuroanatomical Tool". Consultado o 2011-03-23.
10. ↑  Androutsellis-Theotokis A, Walbridge S, Park DM, Lonser RR, McKay RD (2010). "Cholera toxin regulates a signaling pathway critical for the expansion of neural stem cell cultures from the fetal and adult rodent brains". *PLoS ONE* **5** (5): e10841. PMC 2877108. PMID 20520777. doi:10.1371/journal.pone.0010841.

Véxase tamén
------------

### Outros artigos

* Enterotoxina

### Ligazóns externas

* 
* Molécula do mes.Arquivado 11 de novembro de 2010 en Wayback Machine.
* Cholera Toxin *Medical Subject Headings* (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q83586
* MAG: 2777006276

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores | 
* MeSH: D002772
* MeSH: D08.811.913.400.725.115.180
* UniProt: P01555

 |