Pertussis toxin är ett stort protein som produceras av Bordatella pertussis, orsaken till kikhosta. Även känt som PT, är toxinet ett stort protein som består av sex underenheter. Det är ett exotoxin och frigörs från bakteriecellerna i en inaktiv form. När den väl tagits upp i celler aktiveras den, vilket stör de intracellulära signalmekanismerna hos dess värdceller och underlättar den bakteriella koloniseringen av den infekterade personen. Denna bakteriella sjukdom är en av de smittsamma sjukdomar som drabbar både barn och vuxna, trots att det finns ett vaccin mot organismen.
Det finns sex subenheter av pertussis toxin, känd som S1, S2, S3, S4 och S5. Det finns två molekyler av S4-subenheten i varje PT-molekyl. Denna typ av toxin är känt som ett A/B-toxin. A-delen av pertussis toxinet består av S1, har enzymatisk aktivitet och kan katalysera kemiska reaktioner.
B-sektionen av PT innehåller subenheter S2-S5 och binder till receptorer på värdens cellmembran. När en lämplig förening väl binder till den utlöser detta cellulär aktivitet. Bindningen av B-delarna av pertussis-toxin orsakar aktivering av A-subenheten. När denna subenhet är aktiv stör den värdens immunsvar.
En viktig del av det mänskliga immunsystemet är aktiveringen av receptorer som kallas G-proteiner. De stimulerar många vägar involverade i immunitet. Om deras aktivitet blockeras kan detta i hög grad störa förmågan att avvärja en patogen attack. Aktiveringen av pertussis-toxin A-subenheten gör det möjligt för den att lägga till ADP-ribos till en form av G-protein, vilket i hög grad hämmar intracellulär signalering och stör ett immunsvar på infektion med denna Bordatella-patogen.
Pertussis toxin subenheter S2 och S3 binder till receptorer på olika typer av celler. Subenhet 3 kan binda till ytan av celler som kallas fagocyter, vars funktion är att ta in och absorbera bakterier och andra inkräktare. Det är inte klart varför patogenen utlöser detta svar. En hypotes är att genom att vara inne i dessa specialiserade celler kan de patogena bakterierna begränsa en annan aspekt av immunsystemet. Normalt skulle dessa celler producera giftiga oxiderade produkter som skulle döda bakterier i närheten.
Biokemisk forskning på G-proteiner använder ofta pertussis toxin, som är tillgängligt kommersiellt. Förmågan hos denna subenhet att lägga till ADP-ribos till G-proteinet gör att dess aktivitet är skild från varje svar från G-proteinets receptor. Detta är användbart för studier av G-proteiner. Det är tillgängligt i en inaktiv form och kräver inte aktivering om det används med cellextrakt eller celler, men gör det när experimenten involverar renat G-protein.