Les neurotoxines tétanique (TeNT) et botulique (BoNT, sept sérotypes dénommés de A à G) sont responsables de deux pathologies sévères: le tétanos et le botulisme. La TeNT bloque plus particulièrement la libération de GABA et de glycine dans le système nerveux central alors que les BoNTs agissent en périphérie en inhibant la libération d'acétylcholine. Ces neurotoxines se lient spécifiquement à des récepteurs neuronaux, puis sont capturées par le neurone, et leur chaîne légère est transloquée dans le cytoplasme. La chaîne légère est seule responsable de l'inhibition intracellulaire de la libération des neurotransmetteurs. C'est une endopeptidase à zinc qui attaque spécifiquement trois protéines synaptiques impliquées dans l'exocytose des neurotransmetteurs (la VAMP/ synaptobrévine, SNAP25 et la syntaxine). L'existence d'un second mode d'action inhibiteur, non protéolytique, a été récemment démontrée; il mettrait en jeu une activation de transglutaminases neuronales.