Бунгаротоксин

Бунгаротоксины — это токсины, обнаруженные в яде змей и крайтов. Укусы этих животных могут привести к серьезным симптомам, включая кровотечение или кровоизлияние , паралич и повреждение тканей, которые могут привести к ампутации . Паралитическое действие яда особенно опасно, поскольку может привести к нарушению дыхания. ^{[ 1 ]} Эти симптомы являются результатом присутствия бунгаротоксина в яде. На самом деле яд содержит несколько различных бунгаротоксинов, каждый из которых различается по тому, на какие рецепторы они действуют и насколько они сильны.

История

Бунгаротоксины представляют собой группу близкородственных нейротоксических белков суперсемейства трехпальцевых токсинов , обнаруженных в яде крайтов , включая Bungarus multicinctus (многополосный крайт). ^{[ 2 ]} Эти токсины изменяют нейротрансмиссию, оказывая мощное паралитическое воздействие на скелетные мышцы. ^{[ 3 ]} Яд многополосного крайта начали изучать Чуан-Чиунг Чанг и Чэнь-Юань Ли из Национального тайваньского университета в 1950-х годах; ^{[ 4 ]} однако только в 1963 году его компоненты были разделены и изолированы. ^{[ 5 ]} Они обнаружили, что этот яд состоит из смеси отдельных токсинов, которые действуют на разные участки и рецепторы, модулируя нейротрансмиссию. ^{[ 6 ]} С помощью электрофореза было обнаружено, что яд состоит из пяти различных токсинов, один из которых остается неназванным. ^{[ 3 ]}

Четыре характерных токсина:

α-бунгаротоксин
β-бунгаротоксин (не трехпальцевый токсин)
γ-бунгаротоксин ( Q9YGJ0 )
к-бунгаротоксин

Змеиные укусы

Исследования, связанные с бунгаротоксинами, сыграли важную роль в улучшении нашего понимания нейротрансмиссии . Кроме того, укусы змей и крайтов и отравление вызывают значительную заболеваемость ; понимание механизма действия бунгаротоксинов может улучшить варианты лечения в таких ситуациях. По данным Всемирной организации здравоохранения , ежегодно змеи кусают около 5,4 миллиона человек, из них 2,7 миллиона человек отравляются. ^{[ 7 ]} Большинство этих случаев происходит в Африке , Азии и Латинской Америке , и последствия могут быть изнурительными, если не начать лечение немедленно. Симптомы отравления включают одышку, слабость или паралич, затруднение глотания и повреждение кожи в месте укуса. ^{[ 7 ]} У детей симптомы могут быть хуже или прогрессировать быстрее, а в тяжелых случаях могут привести к ампутации конечностей, длительному параличу, необратимому дефициту или смерти. ^{[ 7 ]} Хотя лечение включает введение антихолинергических средств и противоядия , противоядие является дорогостоящим и не всегда доступно, особенно для групп населения, которые в нем больше всего нуждаются. ^{[ 7 ]} Когда пациентов лечат антихолинергическими средствами и противоядием, восстановление паралича часто происходит с задержкой. Это связано с компонентом яда β-BTX, который составляет 20% яда и является наиболее мощным из токсинов. ^{[ 8 ]}

Токсиновый механизм

Бунгаротоксины действуют путем модуляции нейротрансмиссии ацетилхолина как в мышцах, так и в нейронах. α-Бунгаротоксин необратимо блокирует связывание ацетилхолина (АХ) с постсинаптическим никотиновыми рецепторами ацетилхолина (нАхР) как на мышцах, так и на нейронах. Помимо яда крайтов, он содержится также в ядах элапид и морских змей . ^{[ 9 ]} Аналогичным образом κ-бунгаротоксин блокирует постсинаптические nAchR, но его действие в первую очередь воздействует на нейрональные рецепторы, а не на мышечные никотиновые рецепторы. И наоборот, β- и γ-бунгаротоксины действуют пресинаптически, вызывая чрезмерное высвобождение ацетилхолина и последующее его истощение, что приводит к параличу. ^{[ 9 ]}

Структура

Семейство белков трех пальцев — это семейство белков, имеющих схожую трехмерную структуру. Они встречаются у самых разных организмов, включая змей. У змей и крайтов ядовитые токсины в основном состоят из токсинов трехпалого строения. ^{[ 10 ]} Наиболее изучена структура α-BTX; его трехпалая структура состоит из гидрофобного шаровидного ядра, от которого отходят 3 петли бета-складчатых листов, а также С-конец . ^{[ 9 ]} В семействе трехпальцевых α - нейротоксинов по структуре белка подразделяются на короткоцепочечные, длинноцепочечные, атипичные длинноцепочечные и нетрадиционные α-нейротоксины. Эта подклассификация описывает дополнительные структурные аспекты токсина, а также рецепторы, на которые он действует. Например, α-BTX представляет собой токсин с длинной цепью, то есть он состоит из 66-70 аминокислот и имеет трехпальцевую структуру. Длинноцепочечные токсины действуют на нАхР как в мышцах, так и в нейронах, тогда как короткоцепочечные α-нейротоксины действуют только на нАхР в мышцах. ^{[ 9 ]} Хотя все α-нейротоксины семейства трехпальцевых будут действовать на мышечный nAchR, эти различия в структуре определяют селективность токсина к его рецептору, а также сродство и диссоциацию . ^{[ 10 ]}

Ссылки

^ Куллманн, Флорента Аура; Чет де Гроат, Уильям; Артим, Дебра Элейн (01 января 2009 г.), Янкович, Джозеф; Альбанезе, Альберто; Атасси, М. Зухаир; Долли, Дж. Оливер (ред.), «35 – Бунгаротоксины» , Ботулинический токсин , Филадельфия: WB Saunders, стр. 425–445, ISBN 978-1-4160-4928-9 , получено 25 декабря 2021 г.
^ Бунгаротоксины Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH).
^ Jump up to: ^а ^б Куллманн, Флорента Аура; Чет де Гроат, Уильям; Артим, Дебра Элейн (01 января 2009 г.), Янкович, Джозеф; Альбанезе, Альберто; Атасси, М. Зухаир; Долли, Дж. Оливер (ред.), «35 – Бунгаротоксины» , Ботулинический токсин , Филадельфия: WB Saunders, стр. 425–445, ISBN 978-1-4160-4928-9 , получено 25 декабря 2021 г.
^ Чанг С. (1999). «Оглядываясь назад на открытие альфа-бунгаротоксина». Дж. Биомед. Наука . 6 (6): 368–75. дои : 10.1159/000025412 . ПМИД 10545772 . S2CID 84443027 .
^ Чу Н (2005). «Вклад токсина змеиного яда в развитие миастении: открытие альфа-бунгаротоксина на Тайване» (PDF) . Журнал истории нейронаук . 14 (2): 138–48. дои : 10.1080/096470490881770 . ПМИД 16019658 . S2CID 20028814 .
^ Ниртханан, Сельванаягам (01 ноября 2020 г.). «Змеиные трехпалые α-нейротоксины и никотиновые ацетилхолиновые рецепторы: молекулы, механизмы и медицина» . Биохимическая фармакология . Фармакология и терапевтический потенциал пептидов яда. 181 : 114168. doi : 10.1016/j.bcp.2020.114168 . ISSN 0006-2952 . ПМИД 32710970 . S2CID 220773156 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Отравление змеиным укусом» . www.who.int . Проверено 25 декабря 2021 г.
^ Куллманн, Флорента Аура; Чет де Гроат, Уильям; Артим, Дебра Элейн (01 января 2009 г.), Янкович, Джозеф; Альбанезе, Альберто; Атасси, М. Зухаир; Долли, Дж. Оливер (ред.), «35 – Бунгаротоксины» , Ботулинический токсин , Филадельфия: WB Saunders, стр. 425–445, ISBN 978-1-4160-4928-9 , получено 25 декабря 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Куллманн, Флорента Аура; Чет де Гроат, Уильям; Артим, Дебра Элейн (01 января 2009 г.), Янкович, Джозеф; Альбанезе, Альберто; Атасси, М. Зухаир; Долли, Дж. Оливер (ред.), «35 – Бунгаротоксины» , Ботулинический токсин , Филадельфия: WB Saunders, стр. 425–445, ISBN 978-1-4160-4928-9 , получено 25 декабря 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б Ниртханан, Сельванаягам (01 ноября 2020 г.). «Змеиные трехпалые α-нейротоксины и никотиновые ацетилхолиновые рецепторы: молекулы, механизмы и медицина» . Биохимическая фармакология . Фармакология и терапевтический потенциал пептидов яда. 181 : 114168. doi : 10.1016/j.bcp.2020.114168 . ISSN 0006-2952 . ПМИД 32710970 . S2CID 220773156 .

[:0-1] Куллманн, Флорента Аура; Чет де Гроат, Уильям; Артим, Дебра Элейн (01 января 2009 г.), Янкович, Джозеф; Альбанезе, Альберто; Атасси, М. Зухаир; Долли, Дж. Оливер (ред.), «35 – Бунгаротоксины» , Ботулинический токсин , Филадельфия: WB Saunders, стр. 425–445, ISBN 978-1-4160-4928-9 , получено 25 декабря 2021 г.

[2] Бунгаротоксины Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH).

[:02-3] Jump up to: ^а ^б Куллманн, Флорента Аура; Чет де Гроат, Уильям; Артим, Дебра Элейн (01 января 2009 г.), Янкович, Джозеф; Альбанезе, Альберто; Атасси, М. Зухаир; Долли, Дж. Оливер (ред.), «35 – Бунгаротоксины» , Ботулинический токсин , Филадельфия: WB Saunders, стр. 425–445, ISBN 978-1-4160-4928-9 , получено 25 декабря 2021 г.

[4] Чанг С. (1999). «Оглядываясь назад на открытие альфа-бунгаротоксина». Дж. Биомед. Наука . 6 (6): 368–75. дои : 10.1159/000025412 . ПМИД 10545772 . S2CID 84443027 .

[5] Чу Н (2005). «Вклад токсина змеиного яда в развитие миастении: открытие альфа-бунгаротоксина на Тайване» (PDF) . Журнал истории нейронаук . 14 (2): 138–48. дои : 10.1080/096470490881770 . ПМИД 16019658 . S2CID 20028814 .

[:1-6] Ниртханан, Сельванаягам (01 ноября 2020 г.). «Змеиные трехпалые α-нейротоксины и никотиновые ацетилхолиновые рецепторы: молекулы, механизмы и медицина» . Биохимическая фармакология . Фармакология и терапевтический потенциал пептидов яда. 181 : 114168. doi : 10.1016/j.bcp.2020.114168 . ISSN 0006-2952 . ПМИД 32710970 . S2CID 220773156 .

[:2-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Отравление змеиным укусом» . www.who.int . Проверено 25 декабря 2021 г.

[:03-8] Куллманн, Флорента Аура; Чет де Гроат, Уильям; Артим, Дебра Элейн (01 января 2009 г.), Янкович, Джозеф; Альбанезе, Альберто; Атасси, М. Зухаир; Долли, Дж. Оливер (ред.), «35 – Бунгаротоксины» , Ботулинический токсин , Филадельфия: WB Saunders, стр. 425–445, ISBN 978-1-4160-4928-9 , получено 25 декабря 2021 г.

[:04-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Куллманн, Флорента Аура; Чет де Гроат, Уильям; Артим, Дебра Элейн (01 января 2009 г.), Янкович, Джозеф; Альбанезе, Альберто; Атасси, М. Зухаир; Долли, Дж. Оливер (ред.), «35 – Бунгаротоксины» , Ботулинический токсин , Филадельфия: WB Saunders, стр. 425–445, ISBN 978-1-4160-4928-9 , получено 25 декабря 2021 г.

[:12-10] Jump up to: ^а ^б Ниртханан, Сельванаягам (01 ноября 2020 г.). «Змеиные трехпалые α-нейротоксины и никотиновые ацетилхолиновые рецепторы: молекулы, механизмы и медицина» . Биохимическая фармакология . Фармакология и терапевтический потенциал пептидов яда. 181 : 114168. doi : 10.1016/j.bcp.2020.114168 . ISSN 0006-2952 . ПМИД 32710970 . S2CID 220773156 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]