Версутоксин
| Дельта-гексатоксин Hv1a | |||
|---|---|---|---|
 3D-модель дельта-гексатоксина-Hv1 (версутоксина) | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | δ-HXTX-Hv1a | ||
| Пфам | PF05353 | ||
| ИнтерПро | ИПР008017 | ||
| Суперсемейство OPM | 112 | ||
| белок OPM | 1 видеопередатчик | ||
| |||
Дельта-гексатоксин Hv1 ( δ -HXTX-Hv1a , Версутоксин или Версутотоксин , ранее известный как Дельта-атракотоксин Hv1 и δ -ACTX-Hv1a ) [1] нейротоксический , компонент обнаруженный в яде австралийского воронкового паука ( Atraxrobustus ).
Дельта-гексатоксин Hv1 может привести к летальному исходу у приматов, подавляя инактивацию потенциалзависимых натриевых ионных каналов (VGSC), обнаруженных в мотонейронах .
Структура версутоксина содержит центральную бета-область с мотивом цистинового узла, который обычно встречается в других нейротоксичных полипептидах, но не встречается в токсинах морского анемона или альфа-скорпиона, несмотря на их схожие эффекты с точки зрения модуляции натриевых каналов . [2] [3]
Номенклатура
[ редактировать ]В 1997 году Джейми И. Флетчер и его коллеги представили новую номенклатуру для классификации токсинов австралийского воронкового паука. Вместо этого они предложили заменить тривиальное название «версутоксин» на дельта-гексатоксин-Hv1. Дельта представляет собой основную биологическую активность нейротоксина; ингибирование натриевых каналов . [2]
В более поздних исследованиях атракотоксины были переименованы в гексатоксины, но они до сих пор используются как взаимозаменяемые вместе с сокращениями HXTX и ACTX. Дельта и Hv1 до сих пор используются для обозначения нейротоксичного пептида версутоксина.
Структура
[ редактировать ]Дельта-гексатоксин Hv1 представляет собой плотно свернутый полипептид , содержащий цепь из 42 аминокислотных остатков и имеющий химическую формулу C 206 H 318 N 58 O 60 S 9. . Аминокислотная последовательность дельта-гексатоксина Hv1:
Третичная структура δ -ACTX-Hv1 содержит сердцевинную β- область, состоящую из остатков Cys1 – Cys8 , Cys14 – Val21 и Ser30 – Ser33 , причем Tyr22 – Gly29 выступает наружу. область β- имеет трехцепочечный антипараллельный β- лист, содержащий Asn6 -Trp7 ( β 1), Met18 -Val21 ( β 2) и Ser30–Ser33 ( β 3). С-концевой конец короткого β 1 удерживается за счет раздвоенной водородной связи между амидным протоном Cys8 и карбонильными атомами кислорода двух остатков, предшествующих β- цепи 3 ( Gln28 и Gly29). - β область также содержит β- витки II типа при Lys3–Asn6 и Cys15–Met18 с редкой цис- пептидной связью при Cys16–Met 17. Неполярная С-концевая 3–10 , спираль образованная Ile35 – Lys41 , граничит с Lys40 и Lys41 и соединяется с β- область с дисульфидной связью рядом с β- поворотом. Область β содержит гидрофобные боковые цепи цистеина, граничащие с боковой цепью лизина. Три из четырех дисульфидных связей образуют ICK . Структура мотива цистинового узла, обнаруженного в версутоксине, аналогична структуре гумарина , растительного полипептида из 35 остатков, используемого для проверки ингибирования рецепторов сладкого вкуса. [2]
Использование
[ редактировать ]Пептиды, обнаруженные у различных ядовитых животных, способны уменьшать воспаление, инактивировать ионные каналы и изменять выработку нейромедиаторов. Следовательно, понимание нейротоксинов, вырабатываемых этими животными, потенциально может быть использовано в качестве терапии для замедления нейродегенерации. В этом исследовании все еще существует много ограничений из-за отсутствия достаточных природных ресурсов, однако использование рекомбинантной ДНК является способом решения этой проблемы за счет стимулирования экспрессии гетерологичных белков и химического синтеза пептидов . [6]
Механизм нейротоксических свойств
[ редактировать ]Версутоксин, в частности, способен воздействовать на потенциалзависимые натриевые каналы добычи. Исследования, проведенные на приматах, показывают, что δ-гексатоксин вызывает нейротоксические эффекты, связываясь с VGSC на нейронах. δ-ACTX влияет на VGSC аналогично токсинам α-скорпиона и морского анемона. Оба этих типа токсинов специфически связываются с участком 3 натриевого канала. Несмотря на то, что версутоксин имеет ICK , которого нет как у токсинов α-скорпиона, так и у токсинов морских анемонов, исследователи определили несколько других сходств в топографии их анионных и катионных остатков и подтвердили, что версутоксин также связывается с сайтом 3. Они проверили это, наблюдая, как очищается дельта-ACTX-Hv1a. воздействует на изолированные таракана ( Periplaneta americana) дорсальные непарные срединные нейроны (DUM) , используя метод двойного сахарозного разрыва и сравнивая его с тем, как он воздействовал на нейроны дорсальных корешковых ганглиев (DRG) крысы . Они отметили, как дельта-ACTX-Hv1a специфически воздействовал на потенциалзависимые Na+-каналы обоих образцов, приводя к неполной инактивации стабильного Na+-канала. [7]
Текущие приложения
[ редактировать ]Потенциально-управляемые натриевые каналы использовались в качестве терапевтических мишеней в различных исследованиях, что позволяет также использовать в этом процессе версутоксин. Некоторые известные заболевания, при которых версутоксин использовался в качестве потенциального терапевтического средства, включают: болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, ишемию головного мозга, глаукому и склероз. [6]
Версутоксин также использовался в исследованиях биопестицидов . Структуру рекомбинантного немертида α-1 (нейротоксина, обнаруженного у хищных морских ленточных червей) сравнивали с рекомбинантным дельта-гексатоксином-Hv1 из-за их схожих способностей нацеливания на VSGC. Однако на данный момент проведено недостаточно исследований о побочных эффектах. [8]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Деуис, Дженнифер Р.; Мюллер, Александр; Израиль, Матильда Р.; Веттер, Ирина (01 декабря 2017 г.). «Фармакология активаторов потенциалзависимых натриевых каналов» . Нейрофармакология . Пептиды, полученные из яда, как фармакологические инструменты. 127 : 87–108. doi : 10.1016/j.neuropharm.2017.04.014 . ISSN 0028-3908 . ПМИД 28416444 . S2CID 46442872 .
- ^ Перейти обратно: а б с Флетчер Дж.И., Чепмен Б.Е., Маккей Дж.П., Хауден М.Е., Кинг Г.Ф. (ноябрь 1997 г.). «Структура версутоксина (дельта-атракотоксин-Hv1) дает представление о связывании нейротоксинов сайта 3 с потенциалзависимым натриевым каналом» . Структура . 5 (11): 1525–1535. дои : 10.1016/S0969-2126(97)00301-8 . ПМИД 9384567 .
- ^ Люддеке Т., Герциг В., фон Роймонт Б.М., Вильчинскас А. (август 2021 г.). «Биология и эволюция ядов пауков» . Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 97 (1): 163–178. дои : 10.1111/brv.12793 . ПМИД 34453398 . S2CID 237342144 .
- ^ Браун М.Р., Шеймак Д.Д., Тайлер М.И., Хауден М.Е. (март 1988 г.). «Аминокислотная последовательность версутоксина, летального нейротоксина из яда воронкообразного паука Atrax versutus» . Биохимический журнал . 250 (2): 401–405. дои : 10.1042/bj2500401 . ПМК 1148870 . ПМИД 3355530 .
- ^ «Аминокислотная последовательность версутоксина, летального нейротоксина из яда воронкообразного паука Atrax versutus» . Биохимический журнал . 257 (3): 935. 1 февраля 1989 г. дои : 10.1042/bj2570935a . ISSN 0264-6021 . ПМЦ 1135681 .
- ^ Перейти обратно: а б де Соуза, Джессика М.; Гонсалвес, Бруно, округ Колумбия; Гомес, Маркус В.; Виейра, Люсьена Б.; Рибейро, Фабиола М. (2018). «Животные токсины как терапевтические средства для лечения нейродегенеративных заболеваний» . Границы в фармакологии . 9 : 145. дои : 10.3389/fphar.2018.00145 . ISSN 1663-9812 . ПМК 5829052 . ПМИД 29527170 .
- ^ Гролло, Ф.; Станкевич, М.; Бириньи-Страчан, Л.; Ван, XH; Николсон, генеральный менеджер; Пелхате, М.; Лапиед, Б. (15 февраля 2001 г.). «Электрофизиологический анализ нейротоксического действия токсина воронковидного паука, дельта-атракотоксина-HV1a, на потенциалзависимые каналы Na+ насекомых» . Журнал экспериментальной биологии . 204 (4): 711–721. дои : 10.1242/jeb.204.4.711 . ISSN 0022-0949 . ПМИД 11171353 .
- ^ Белл, Джек; Сукиран, Нур Афика; Уолш, Стивен; Фитч, Элейн К. (15 июля 2021 г.). «Инсектицидная активность рекомбинантного токсина немертид α-1 Lineus longissimus в отношении вредителей и полезных видов» . Токсикон . 197 : 79–86. doi : 10.1016/j.токсикон.2021.04.003 . ISSN 0041-0101 . ПМИД 33852905 . S2CID 233244240 .