LQHIT2
LQHIT2 -это длинноцепочечный депрессант-скорпион β-токсин, полученный из leiurus quinquestriatus hebraeus . Он нацелен на натриевые каналы, управляемые напряжением насекомых (NA V ) и смещает зависимость активации канала на напряжение к более отрицательному мембранному потенциалу .
| Организм | Leiurus Quinquestriatus иврит |
| Семья | Скорпион-депатант β-токсин |
| Uniprot | Q26292 |
| Молекулярная масса | 5 кДа |
| Изоэлектрическая точка | 6.4 |
| последовательность мРНК | Вот этот |
Семья и структура
[ редактировать ]LQHIT2 принадлежит к семейству депрессантов с длинной цепью-скорпионом. Белок может быть получен с использованием E. coli . [ 1 ]
Молекулярная масса LQHIT2 составляет приблизительно 5 кДа, с изоэлектрической точкой 6,4. [ 2 ] LQHIT2 является относительно небольшим белком, содержащим только 61 аминокислот. Белок представляет собой токсин с длинной цепью, что означает, что он состоит из α-спирали , которая упакована на трехцепочечные антипараллельные β-листы . Эта конструкция стабилизируется в общей сложности четырех цистеиновых сульфидных мостов .
Α-спираль и β-листы составляют основную глобулу. Эта основная глобуля подключена к NC-Globule, которая охватывается N-Groeve с одной стороны, а C-Groe-на другой стороне. N-Grove важен для потенции, активности и селективности LQHIT2. [ 1 ]
Существует несколько аминокислотов, которые, как считается, имеют важное значение для токсичности LQHIT2: остатки ASN 58 и Gly 61 на C-конце, а также ASP 8, Lys11 и Lys 26 ее соседней биологической поверхности. [ 3 ]
Цель
[ редактировать ]Натриевые каналы, зависящие от напряжения, обнаруживают изменение мембранного потенциала с датчиком напряжения S3-S4. [ 4 ] Когда изменение напряжения достигает порога для потенциала действия , ионный канал открывает и ионы натрия диффундируют в клетку. Общей мишенью для β-токсинов скорпиона является рецепторный сайт 4 Na V S. [ 5 ] Депрессанты-скорпионы β-скурпионные токсины имеют высокую аффинность к NA V S насекомых. [ 6 ]
Токсин LQHIT2 обладает двумя не взаимодействующими сайтами связывания: сайт связывания с высокой аффинностью и низкой емкость [ 7 ] . LQHIT2 связывается с сайтом рецептора 4 натриевого канала, управляемого напряжением, более конкретно с циклом D2/D3-S [ 7 ] . Кроме того, токсин не специфически связывается с фосфолипидным бислои и, таким образом, разделяется на клеточную мембрану . Однако это связывание происходит в десять раз медленнее, чем связывание с сайтом рецептора 4. [ 5 ]
Способ действия
[ редактировать ]После связывания с сайтом рецептора 4 Na V S порог активации канала смещается до более гиперполяризованного мембранного потенциала [ 8 ] . Этот сдвиг в пороге активации обусловлен двухэтапным процессом.
Во -первых, токсин связывается с сайтом связывания S3/S4 канала NA V S независимо от современного состояния каналов. Как только канал переключается на открытое состояние, токсин ловит датчик активации в его текущем положении, что облегчает открытие ионного канала. Канал сейчас находится в предварительном состоянии [ 1 ] . Переключив канал в предварительное состояние, токсин LQHIT2 увеличивает скорость спонтанного высвобождения нейротрансмиттера .
Далее, за увеличенной скоростью передатчика следует снижение синаптических потенциалов с в конечном итоге блоком нервно -мышечной передачи [ 2 ] . В течение 3 минут после применения токсин уменьшает амплитуды синаптических сигналов, которые основаны на активности NA V S. Это приводит к постепенному снижению амплитуд потенциалов действия. Через 4 минуты ячейка находится в постоянном состоянии деполяризации , что предотвращает генерацию потенциалов дальнейшего действия [ 9 ] .
Токсичность
[ редактировать ]Инъекция 50 нг LQHIT2 на 100 мг массы тела достаточна для паралирования личинок -мино [ 2 ] . Эта инъекция вызывает короткое сокращение преходящих мышц через несколько секунд после применения. Тем не менее, порог для увеличения мембранного потенциала, затем уменьшается до тех пор, пока мышцы больше не станут электрически возбужденными. За сокращением сопровождается категорией , который длится до пяти минут после инъекции. [ 2 ] Первоначальная повышенная чувствительность каналов NA V S, а также последующее высвобождение нейротрансмиттера коррелирует с краткой сократительной фазой в неповрежденных личинках. Сокращение синаптических потенциалов , которое следует, может объяснить начало холодного паралича. [ 2 ]
Токсин, по -видимому, не является токсичным для млекопитающих, таких как мыши [ 10 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в Карбат, Ижар; Турков, Майкл; Коэн, Лиор; Кан, Рой; Гордон, Далия; Гуревиц, Майкл; Фролоу, Феликс (2007-02-16). «Рентгеновская структура и мутагенез депрессанта-скорпионного токсина LQHIT2 выявляют ключевые детерминанты, имеющие решающие значение для активности и противоположной селективности». Журнал молекулярной биологии . 366 (2): 586–601. doi : 10.1016/j.jmb.2006.10.085 . ISSN 0022-2836 . PMID 17166514 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Zlotkin, E.; Eitan, M.; Bindokas, VP; Адамс, я; Moyer, M.; Буркхарт, W.; Фаулер Э. (1991-05-14). «Функциональная двойственность и структурная уникальность депрессатных насекомых-селективных нейротоксинов». Биохимия . 30 (19): 4814–4821. doi : 10.1021/bi00233a025 . ISSN 0006-2960 . PMID 2029523 .
- ^ Гилберт, Лоуренс (2005). Комплексная наука о молекулярных насекомых . Амстердам: Elsevier. ISBN 978-0-444-51924-5 .
- ^ Сула, Альтин; Букер, Дженнифер; Ng, Leo Ct; Нейлор, Клэр Э.; Decaen, Paul G.; Уоллес, Б.А. (2017-02-16). «Полная структура активированного открытого натриевого канала» . Природная связь . 8 : 14205. DOI : 10.1038/ncomms14205 . ISSN 2041-1723 . PMC 5316852 . PMID 28205548 .
- ^ Jump up to: а беременный Коэн, Лиор; Жиль, Николас; Карбат, Ижар; Илан, Нита; Гордон, Далия; Гуревиц, Майкл (2006-07-28). «Прямые доказательства того, что рецепторный сайт-4 модификаторов стробирования натриевых каналов не опускается в фосфолипидном бислое нейрональных мембран» . Журнал биологической химии . 281 (30): 20673–20679. doi : 10.1074/jbc.m603212200 . ISSN 0021-9258 . PMID 16720570 .
- ^ Cestèle, S.; Catterall, WA (сентябрь 2000 г.). «Молекулярные механизмы действия нейротоксина на контролируемых напряжениях натриевых каналов». Биохими . 82 (9–10): 883–892. doi : 10.1016/s0300-9084 (00) 01174-3 . ISSN 0300-9084 . PMID 11086218 .
- ^ Jump up to: а беременный Гордон, Д.; Moskowitz, H.; Eitan, M.; Warner, C.; Catterall, WA; Zlotkin, E. (1992-08-25). «Локализация рецепторных сайтов для селективных токсинов насекомых на натриевых каналах с помощью сайтов, направленных на антитела». Биохимия . 31 (33): 7622–7628. doi : 10.1021/bi00148a025 . ISSN 0006-2960 . PMID 1324719 .
- ^ Cestèle, S.; Qu, y.; Роджерс, JC; Rochat, H.; Scheuer, T.; Catterall, WA (октябрь 1998 г.). «Захват датчика напряжения: усиленная активация натриевых каналов с помощью бета-пионного токсина, связанного с петлей S3-S4 в домене II» . Нейрон . 21 (4): 919–931. doi : 10.1016/s0896-6273 (00) 80606-6 . ISSN 0896-6273 . PMID 9808476 .
- ^ Бенхалифа, Р.; Stankiewicz, M.; Lapied, B.; Турков, М.; Zilberberg, N.; Gurevitz, M.; Пелхате, М. (1997). «Рафинированный электрофизиологический анализ предполагает, что депрессант токсин представляет собой новичок натриевого канала, а не блокатор». Жизненные науки . 61 (8): 819–830. doi : 10.1016/s0024-3205 (97) 00564-x . ISSN 0024-3205 . PMID 9275012 .
- ^ Moskowitz, H.; Herrmann, R.; Джонс, AD; Hammock, BD (1998-05-15). «Аналог токсина депрессанта-селективного токсина из яда из яда скорпиона leiurus quinquestriatus hebraeus-парификация и характеристика структуры/функции» . Европейский журнал биохимии . 254 (1): 44–49. doi : 10.1046/j.1432-1327.1998.2540044.x . ISSN 0014-2956 . PMID 9652392 .