Ханатоксин - Hanatoxin - Wikipedia

Ханатоксин

Классификация SCOP[1]
Учебный класс	Маленький белки
Складывать	Knottins (малые ингибиторы, токсины, лектины )
Надсемейство	омега-токсиноподобный
Семья	Токсины пауков
Протеин	Ханатоксин (HaTx, HaTx1, HaTx2, κ-TRTX-Gr1a)

Ханатоксин это токсин найдено в яд из Grammostola spatulata тарантул (Swartz & MacKinnon 1995 ). Токсин в основном известен тем, что ингибирует активацию потенциалзависимые калиевые каналы, в частности Kv4.2 и Kv2.1, повышая его порог активации (Swartz & MacKinnon 1997 ).

Источники

Ханатоксин - это паучий токсин из яда Grammostola spatulata.

Химия

Ханатоксин - общее название для двоих 4.1. кДа белковые токсины, HaTx₁ и HaTx₂, которые похожи по структуре. HaTx - это пептид состоящий из следующих 35 аминокислоты:

Glu-Cys-Arg-Tyr-Leu-Phe-Gly-Gly-Cys-Lys-Thr-Thr - *** - Asp-Cys-Cys-Lys-His-Leu-Gly-Cys-Lys-Phe-Arg- Asp-Lys-Tyr-Cys-Ala-Trp-Asp-Phe-Thr-Phe-Ser

Где *** - это Ser для HaTx₁ и Ala для HaTx₂. Впервые обнаруженная в 1995 году разница в аминокислотах и ​​структуре по сравнению с другими известными в то время токсинами сделала ханатоксин одним из основателей семейства токсинов пауков, которые ингибируют потенциал-зависимые калиевые каналы путем модификации датчика напряжения (Swartz & MacKinnon 1995,Такахаши 2000 ). Его аминокислотная последовательность гомологична различным другим токсинам, включая SGTx1 (76%) и граммотоксин (43%), оба из которых имеют такие же свойства модификации ворот, что и ханатоксин (Ли 2004 ).

Цель

Ханатоксин связывается с несколькими типами потенциалзависимых ионных каналов. В то время как близость является самым высоким для каналов Kv2.1 и Kv4.2, было показано, что токсин также может связываться с α_1А потенциалзависимый Ca²⁺ каналы (Ли-Смерин и Шварц 1998 ). Ханатоксин связывается со связью S3-S4 K⁺ канальные субъединицы, в частности сегмент S3b (Гонсалес 2000, Ли-Смерин и Шварц 2001 ) и может связываться с несколькими субъединицами в одном ионном канале (Swartz & MacKinnon 1997 ).

Способ действия

Подобно α-токсины скорпиона, Ханатоксин подавляет - но не блокирует - активацию, в первую очередь, потенциалзависимых калиевых каналов. Связь S3-S4, где связывается ханатоксин, важна для измерения напряжения и активации затвора. Связываясь с сегментом S3b, сегмент S3b подталкивается к N-концу сегмента S4, ограничивая движение и, следовательно, требуя более высокой деполяризации для активации канала (Хуан, Шиау и Лу 2007 ).

Токсичность

Хотя эффекты ханатоксина сами по себе досконально не изучены, он является частью яда Grammostola spatulata, который считается немного ядовитым для человека. В тарантул яд вызывает локальную боль, зуд и жжение и, похоже, не оказывает какого-либо долгосрочного воздействия на людей.^[2] Однако возможна аллергическая реакция на яд, которая может вызвать анафилаксия, проблемы с дыханием и боли в груди. Яд смертелен для более мелких животных, таких как мыши: 0,1 мл яда смертельно для мышей в течение примерно 5 минут (Escoubas & Rash 2004 ).

Уход

Укус Grammostola spatulata следует лечить как обычную колотую рану. Требуется мытье и очистка области, и, если реакция на яд слишком сильная, может потребоваться госпитализация и / или специальные лекарства. Восстановление после укуса обычно занимает около недели (Тинтиналли 2004 Ошибка harvnb: цель отсутствует: CITEREFTintinalli2004 (помощь)).

Терапевтическое использование

Благодаря своей специфичности к определенным ионным каналам, ханатоксин признан кандидатом для разработки терапевтических лекарств. Калиевые каналы, которые подавляет ханатоксин, имеют огромное разнообразие и участвуют в ряде функций, таких как регулирование частоты сердечных сокращений, введение инсулина и сокращение мышц (Escoubas & Bosmans 2007 ). Одно из наиболее многообещающих терапевтических применений ханатоксина - лечение диабет 2 типа, помогая регулировать секрецию инсулина (Херрингтон 2006 ). Хотя HaTx₁ был успешно синтезирован путем слияния в Бактерии кишечной палочки, его выход очень низок (~ 1%), что ограничивает его фармакологическое использование (Ли 2004 ).

Рекомендации

Escoubas, P .; Раш, Л. (2004). «Обзор тарантулов: восьминогие фармацевты и химики-комбинаторы». Токсикон. 43 (5): 555–574. Дои:10.1016 / j.toxicon.2004.02.007. PMID  15066413.

Escoubas, P .; Босманс, Ф. (2007). «Пептидные токсины пауков, ведущие к разработке лекарств» Отчеты о натуральных продуктах: 1–13.

Gonzalez, C. e.a. (2000). "Модуляция кинетики стробирования канала K (+) шейкера линкером S3-S4". Журнал общей физиологии. 115 (2): 193–208. Дои:10.1085 / jgp.115.2.193. ЧВК  2217197. PMID  10653896.

Herrington, J. e.a. (2006). «Блокаторы тока калия с отсроченным выпрямлением в β-клетках поджелудочной железы усиливают глюкозозависимую секрецию инсулина». Сахарный диабет. 55 (4): 1034–1042. Дои:10.2337 / диабет.55.04.06.db05-0788. PMID  16567526.

Huang, P .; Shiau, Y .; Лу К. (2007). «Взаимодействие пептидов-модификаторов пропускания пауков с потенциалзависимыми калиевыми каналами». Токсикон. 49 (2): 285–292. Дои:10.1016 / j.toxicon.2006.09.015. PMID  17113615.

Ли, C. e.a. (2004). «Структура решения и функциональные характеристики SGTx1, модификатора стробирования канала Kv2.1». Биохимия. 43 (4): 890–897. Дои:10.1021 / bi0353373. PMID  14744131.

Li-Smerin, Y .; Шварц, К.Дж. (1998). "Токсины-модификаторы гейтинга обнаруживают консервативный структурный мотив в потенциал-зависимом Ca²⁺ и K⁺ каналы". Труды Национальной академии наук. 95 (15): 8585–8589. Bibcode:1998PNAS ... 95.8585L. Дои:10.1073 / пнас.95.15.8585. ЧВК  21119. PMID  9671721.

Li-Smerin, Y .; Шварц, К.Дж. (2001). «Спиральная структура COOH-конца S3 и его вклад в рецептор токсина-модификатора стробирования в потенциал-управляемых ионных каналах». Журнал общей физиологии. 117 (3): 205–218. Дои:10.1085 / jgp.117.3.205. ЧВК  2225613. PMID  11222625.

Swartz, K.J .; Маккиннон, Р. (1995). «Ингибитор калиевого канала Kv2.1, выделенный из яда чилийского тарантула». Нейрон. 15 (4): 941–949. Дои:10.1016/0896-6273(95)90184-1. PMID  7576642.

Swartz, K.J .; Маккиннон, Р. (1997). «Ханатоксин изменяет стробирование зависимого от напряжения K + канала через несколько сайтов связывания». Нейрон. 18 (4): 665–673. Дои:10.1016 / s0896-6273 (00) 80306-2. PMID  9136774.

Такахаши, Х. э.а. (2000). "Структура раствора ханатоксина1, модификатора стробирования зависимого от напряжения K⁺ каналы: общие поверхностные особенности токсинов-модификаторов гейтинга ». Журнал молекулярной биологии. 297 (3): 771–780. Дои:10.1006 / jmbi.2000.3609. PMID  10731427.

Тинтиналли, J. e.a. (2004). Неотложная медицина Тинтиналли: подробное руководство, 7e. Нью-Йорк, Нью-Йорк Макгроу-Хилл, Глава 50, 205.

Примечания

1. http://supfam.org/SUPERFAMILY/cgi-bin/search.cgi?search_field=hanatoxin, проконсультировался 10 октября 2012 г.
2. http://www.t3db.org/toxins, проконсультировался 9 октября 2012 г.