35.7. Холерный токсин стимулирует аденилаткиназу, ингибируя GTP-азную активность G-белка

Непосредственное участие сАМР в патологических процессах было четко установлено при холере. Возбудителем этого потенциально смертельного заболевания является Vibrio cholerae - грам-отрицательная бактерия с одним жгутиком, с помощью которого она движется. Основное клиническое проявление холеры - сильнейший понос (диарея). В течение нескольких часов организм может потерять несколько литров жидкости, и если потерю жидкости не возместить, то развивается шок и наступает смерть. Диарея обусловлена не прямым действием бактерии, а бактериальным токсином. Холерный токсин (называемый также холерагеном) повышает активность аденилатциклазы в слизистой тонких кишок, которая в свою очередь повышает содержание сАМР в клетках, причем до исключительно высокого уровня. Последнее стимулирует активный транспорт ионов в кишечном эпителии, вследствие чего резко возрастает выход Na+ и воды в полость кишечника.

Холерный токсин - белок массой он состоит из и -пептидов, соединенных дисульфидным мостиком, и пяти -пептидов. Токсин проникает в клетку путем взаимодействия с ганглиозидом (разд. 20.7) на ее поверхности. Этот богатый углеводами сфинголипид узнают -цепи токсина. Попав в клетку, Агсубъединица ( ковалентно модифицирует G-белок, регулирующий активность аденилатциклазы. В частности, Агсубъединица токсина катализирует перенос ADP-рибозы от NAD на боковую цепь аргинина G-белка (рис. 35.8). Это ADP-рибозилирование блокирует GTP-азную активность G-белка. Другими словами, модифицированный G-белок лишается встроенного в него устройства для инактивации аденилатциклазы (см. рис. 35.5). По существу, G-белок оказывается стабилизированным в GTP-форме, а аденилатциклаза - в непрерывно активированном состоянии, несмотря на отсутствие гормона. Аналогичный эффект можно получить in vitro путем добавления к немодифи-цированному G-белку гуанилилимидоди-фосфата - негидролизуемого аналога GTP.

Рис. 35.8. Холерный токсин катализирует ADP-рибозилирование G-белка - регулятора активности аденилатциклазы.

Этот аналог, подобно GTP, активирует G-белок, но не способен превращаться в GDP. Связывание гуанилилимидодифосфата с немодифицированным G-белком так же активирует аденилатциклазу, как связывание -белком, утратившим GТРазную

активность. Действие холерного токсина еще раз доказывает значение GТРазной активности G-белка. Вспомним, что вредоносное действие дифтерийного токсина также обусловлено ADP-рибозилированием белка с GТРазной активностью (разд. 29.28).