El mecanismo de acción de las toxinas botulinicas bloquea la liberación de acetilcolina, causando una sustancia química. Los Neurotransmisores de la unión neuro muscular tienden a liberar la acetilcolina del terminal de nervio presinaptico. La liberación de la Acetilcolina requiere del atraco y la encuadernación de las vesículas del neurotransmisor a la membrana presinaptica.

Varias proteínas diferentes median este proceso. LA N-etilamida, es una proteína de fusión (NSF) , es citoplasmatica, y forma parte de un complejo de fusión. Las proteinas accesorias de fusión solubles N-etilmalemina, son encontradas en el citoplasma y sirven como accesorio y ademas son proteínas que se estabilizan por el complejo NSF. Los receptores repentinos son encontrados sobre la vesícula y sobre las membranas celulares. Estos incluyen proteína asociada a vesícula de la membrana (VAMP/synaptobrevinas) y las proteínas plasma y syntaxin.

La toxina botulinica es una endopeptidasa dependiente del zinc .

El mecanismo de acción incluye los 4 pasos claves

1. Los receptores específicos actúan sobre la superficie de la célula presynaptica, mediada por la mitad de los C-terminal de la cadena pesada. Este paso ocurre más de aproximadamente en 30 minutos

2. El segundo paso es interno, dependiente de energía mediado por receptores endocyticos en el proceso. En este paso, la membrana celular de la neurona se invagina alrededor del complejo de receptor de la toxina, formando una vesícula que contiene toxina dentro de la terminal del nervio.

3. El tercer paso es el desplazamiento. Después internalizacion, la obligación del disulfuro se pliega y la cadena 50-kDa ligera(de luz) de la molécula de toxina es liberada a través de la membrana endosomal de la vesícula endocitica en el citoplasma en la Terminal del nervio.

4. El paso final se obstruye. La cadena 50-kDa ligera(de luz) de serotipos inhibe la liberación de acetilcolina, plegandose una proteína citoplásmica, requerido para el atraco de vesículas de acetilcolina sobre el lado interior de la membrana celular de la Terminal del nervio..