Аргиотоксин - Argiotoxin

Аргиотоксины представляют собой класс полиамин токсины изолированные от паук-ткач (Araneus gemma[1] и Аргиопа лобата ).[2]Пауки-ткачи, также известные как аранеиды; принадлежат к Araneidae семейство пауков. Этот вид пауков обитает почти во всех уголках мира.

Химическая структура аргиопин (аргиотоксин 636)

Классификация

В соответствии с классификацией ядов пауков 1980-х годов аргиотоксин можно классифицировать как токсин из ацилполиамины семейство, которое содержит более 100 различных химических структур близкородственных токсинов. Ацилполиамины нейротоксичный соединения, которые обнаруживаются только в ядовитых железах пауков на пикомолярном уровне.[3]

В зависимости от природы хромофора аргиотоксины подразделяются на три различные категории: аргиопиновый тип, аргиопининовый тип и псевдоаргиопининовый тип.

  • Аргиопин: содержит 2,4-дигидроксифенилуксусную кислоту. Его также называют Arg-636.
  • Аргиопинины: (4-гидроксииндол-3-ил) уксусная кислота является хромофором. Эти молекулы: Arg-630, Arg-658, Arg-659, Arg-744, Arg-759.
  • Псевдоаргиопинины: они содержат (индол-3-ил) уксусную кислоту. Эта группа состоит из: Arg-373, Arg-728, Arg-743.[4]

Биохимическая структура

Структурные части ацилполиаминовых токсинов из ядов пауков

Это низкомолекулярный нейротоксин, который имеет высокофункциональные полярные группы: свободный фенольный ОН и остатки амина и гуанидина.

Он также содержит аргинин (свободный NH2), соединенный с -NH (CH) 3 NH (C ~) 3NH (CH) 5-NH- одним через пептидная связь полиамин. Полиамин связан с α-карбоксильной группой аспарагина. Аминогруппа этой аминокислоты связана с 2,4-дигидроксифенилуксусной кислотой.

Его строение установлено с помощью спектроскопии 1H, 13C-RMN, масс-спектрометрии и элементный аминокислотный анализ.[5]

Полная стратегия синтеза аргиотоксина и его производных была разработана для проведения биологических тестов на различных живых существах.

Известный тип аргиотоксина, Arg-636, молекулярная формула которого C29H52N10O6 [3], имеет молекулярную массу 636,78658 г / моль. Оно имеет официальное обвинение из 0. Его название по ИЮПАК: (2S) - N- { 5 - [ 3 - ( 3 - [ [ (2S) -2-амино-5- (диаминометилиденамино) пентаноил ] амино] пропиламино) пропиламино] пентил} -2- { [ 2 - (2,4-дигидроксифенил) ацетил ] амино} бутандиамид[6]

Эффекты и свойства

Эффекты аргиотоксина при его попадании в организм арахнидизм, безвредны для человека, хотя в некоторых случаях укус пауков-аргиотоксинов может вызвать легкое припухлость и зуд. Аргиотоксин противодействует действию нейротрансмиттера глутамата, блокирует работу ионного канала и влияет на синаптическую передачу жертв. Эти токсины, как и все другие низкомолекулярные токсины, обладают огромным потенциалом для использования в нейрохимических исследованиях для разработки новых препаратов нейротерапевтического применения.[7]

Механизм действия аргиотоксинов

Яд этого паука проявляет различные механизмы действия, которые влияют на разные части цепи передачи нервных импульсов. Как упоминалось выше, аргиотоксины являются полиамин токсины. Этот биомолекулярный группа может эффективно подавлять определенные ионные каналы, управляемые лигандами в центральной нервной системе млекопитающих и глутаминовых рецепторах насекомых (он был охарактеризован как противоположность гомомерных и гетеромерных каналов рецепторов, активируемых глутаматом) [8]). Было замечено, что он также может подавлять следующие рецепторы: AMPA, NMDA (аргиотоксин имеет более высокую активность в отношении рецепторов NDMA), каинит и никотиновые рецепторы ацетилхолина. Считается, что ингибирование токсинов полиаминов зависит как от использования, так и от напряжения. Более того, они связываются в порах открытых каналов, которые они блокируют.[9]

Поведение аргиотоксинов на стыке нервов и мышц

Большое внимание уделяется фармакологическому использованию токсинов полиаминов. Они очень ценны из-за их высокой близости к рецепторы iGlu, важные лекарственные препараты для психические заболевания. Он еще не разработан, хотя считается, что это может быть отличная процедура в нейрозащита и в лечении болезнь Альцгеймера.[10]

Аргиотоксин можно даже использовать в качестве инструмента для анализа субъединичного состава рецепторов AMPA в нативных мембранах.

Аргиотоксин-636

Наиболее подходящим примером для упомянутых выше стратегий является аргиотоксин-636. Это токсин полиамина, выделенный из Аргиопа лобата яд. Однако по-прежнему существуют некоторые трудности, так как ArgTX-636 не может различать разные подтипы рецепторы iGlu.[10]

Доказано, что этот же токсин является хорошим регулятором меланогенеза без цитотоксичности. Вот почему ArgTX-636 играет ведущую роль в исследованиях косметических продуктов против гиперпигментации.[11]

ArgTX-636 также может действовать как анальгетик из-за некоторых периферических действий. Благодаря своему действию ингибитора на каналы, активируемые гтутаматом, он может действовать как противосудорожное средство.[12]

Эксперименты с аргиотоксинами

Исследования аргиотоксинов проводились, в частности, для выявления связи между ингибированием, рецепторами и ионными каналами. Исследователи специально исследовали блокирование рецепторов у беспозвоночных, а не у позвоночных.

Что касается беспозвоночных, Planorbarius corneus это моллюск, участвующий в одном из многих ионных экспериментов. Для начала выделяли нейроны педальных ганглиев моллюсков и переносили в специальную камеру с физиологическим раствором и регулируемой температурой. Тогда наблюдение было основано на рутинном зажим напряжения техника. Электрические измерения были получены из оценки реакции нейронов на различные вещества (аргиопины).[13]

В дополнение к этому, рак, пресноводное ракообразное, следовало протоколу, аналогичному этому исследованию. В данном случае анализ проводился из мышц живота и с использованием патч зажим техника. Результаты исследования получены с учетом разрыва раскрытий возбуждающих каналов.[14]

В других экспериментах используется спектроскопия для анализа и дифференциации этих молекул. ВЭЖХ, масс-спектрометрия, УФ-данные и аминокислотный анализ - это элементы, которые позволяют идентифицировать различные аргиотоксины по их спектру. Аргиопа лобата токсины (Arg 636, Arg 630, Arg 658, Arg 744, Arg 759, Arg 373, Arg 728, Arg 723 ...) демонстрируют близкое сходство по своей структуре; тонкие различия между ними - это химические точки, такие как N-метильные группы, молекулярные массы или остатки лизина, которые определяются в определенном положении в их структуре.[15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ К. Ф. Типтон (ред.). Нейротоксины в нейробиологии Тейлор и Фрэнсис, 1994; стр.7. ISBN  013614991X
  2. ^ Адамс, Мэн; Карни, Р.Л .; Эндерлин, ИП; Fu, ET; Ярема, Массачусетс; Ли, JP; Миллер, Калифорния; Schooley, DA; Шапиро, MJ (1987). «Структуры и биологическая активность трех синаптических антагонистов из яда паука ткача сфер». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 148 (2): 678–83. Дои:10.1016 / 0006-291X (87) 90930-2. PMID  3689366.
  3. ^ Гопалакришнаконе, П. (2016). Яды пауков. Ссылка Springer. С. 3–20.
  4. ^ Химия и фармакология. Академическая пресса. 1994-06-17. ISBN  9780080865690.
  5. ^ Elin, E.A .; de Macedo, B.F .; Оноприенко, В.В .; Осокина, Н.Е .; Тихомирова., О.Б. (Июнь 1992 г.). "Síntesis de la Argiopina (Аргиотоксин-636)". Revista de Química. 6: 5–11. Получено 15 октября 2016.
  6. ^ «Аргиопин (Арг-636)». pubchem (Биохимический состав Arg-636). 24 июня 2005 г.. Получено 15 октября 2016.
  7. ^ М., Парчас Г., Гула. «Аргиопа лобата». www.mchportal.com. Архивировано из оригинал на 2016-10-18. Получено 2016-10-15.
  8. ^ Т. Мо, Скотт; Smith, Daryl L .; Юнвэй Чиен, Эрик; Л. Рашкевич, Иоанна; Д. Артман, Линда; Л. Мюллер, Алан (октябрь 1997 г.). «Дизайн, синтез и биологическая оценка аналогов токсина пауков (аргиотоксина-636) в качестве антагонистов рецепторов NMDA». Фармацевтические исследования. 15 (1): 31–38. Дои:10.1023 / а: 1011988317683. PMID  9487543. S2CID  22419144.
  9. ^ Флеминг, Джеймс Дж .; Англия, Памела М. (15.02.2010). «Разработка полной фармакологии для рецепторов AMPA: взгляд на подтип-селективные лиганды». Биоорганическая и медицинская химия. 18 (4): 1381–1387. Дои:10.1016 / j.bmc.2009.12.072. ISSN  1464-3391. PMID  20096591.
  10. ^ а б Poulsen, Mette H .; Лукас, Саймон; Бах, Тинна Б .; Barslund, Anne F .; Венцлер, Клавдий; Дженсен, Кристель Б .; Kristensen, Anders S .; Стрёмгаард, Кристиан (14 февраля 2013 г.). «Исследования взаимосвязи структура-активность аргиотоксинов: селективные и сильные ингибиторы ионотропных рецепторов глутамата». Журнал медицинской химии. 56 (3): 1171–1181. Дои:10.1021 / jm301602d. ISSN  1520-4804. PMID  23320429.
  11. ^ Вердони, Марион; Рудао, Гермина; Де Помайерс, Гарольд; Гигмес, Дидье; Бертин, Денис; Луис, Хосе; Бенгелун, Абд Хак; Мабрук, Камель (27 августа 2016 г.). «ArgTX-636, полиамин, выделенный из яда пауков: новый класс ингибиторов меланогенеза». Биоорганическая и медицинская химия. 24 (22): 5685–5692. Дои:10.1016 / j.bmc.2016.08.023. ISSN  1464-3391. PMID  27647371.
  12. ^ Scott, R.H .; Тэтчер, Н. М .; Ayar, A .; Mitchell, S.J .; Pollock, J .; Гибсон, М. Т .; Duce, I.R .; Moya, E .; Благбро, И. С. (1998-12-01). «Внеклеточное или внутриклеточное применение аргиотоксина-636 оказывает ингибирующее действие на возбудимость мембран и токи, активируемые напряжением в культивируемых сенсорных нейронах крыс». Нейрофармакология. 37 (12): 1563–1578. Дои:10.1016 / с0028-3908 (98) 00144-0. ISSN  0028-3908. PMID  9886679. S2CID  39483719.
  13. ^ Антонов, С М; Дудель, Дж; Franke, C; Хэтт, H (1989-12-01). «Аргиопин блокирует одноканальные токи, активируемые глутаматом, в мышцах раков с помощью двух механизмов». Журнал физиологии. 419: 569–587. Дои:10.1113 / jphysiol.1989.sp017887. ISSN  0022-3751. ЧВК  1190022. PMID  2482886.
  14. ^ Большаков В.Ю; Gapon, S. A; Магазинник, Л Г (1991-08-01). «Различные типы рецепторов глутамата в изолированных и идентифицированных нейронах моллюска Planorbarius corneus». Журнал физиологии. 439: 15–35. Дои:10.1113 / jphysiol.1991.sp018654. ISSN  0022-3751. ЧВК  1180096. PMID  1654412.
  15. ^ Химия и фармакология. Академическая пресса. 1994-06-17. ISBN  9780080865690.