Дельта-палутоксин - Delta-Palutoxin

Структура раствора инсектицидного токсина δ-палутоксина IT2. Запись PDB 1v91[1]

дельта-Палутоксины (дельта-палутоксины) состоят из гомологической группы из четырех специфичных для насекомых токсины из яда паука Pireneitega luctuosa (также известен как Paracoelotes luctuosus). Они показывают высокий токсичность против Spodoptera litura личинки путем ингибирования натриевые каналы, что приводит к сильной паралитической активности и, в конечном итоге, к смерти насекомого.[2]

Источники

дельта-палутоксины добываются из яда паука. Pireneitega luctuosa.[2] Этот яд наиболее токсичен против Spodoptera litura личинки, которые являются известной причиной появления вредителей сельскохозяйственных культур в сельском хозяйстве.

Химия

В яде есть четыре субфракции, которые, как известно, активны против Spodoptera litura личинки: δ-палутоксин IT1, δ-палутоксин IT2, δ-палутоксин IT3 и δ-палутоксин IT4.[2] Эти токсины состоят из 36-37 аминокислот и обладают высокой гомологией.[2] Концентрации различных подтипов в яде, молекулярные массы и уровень кислотности подтипов перечислены ниже.

Подтип токсинаКонцентрация в

яд (нмоль / 10 мкл)

Молекулярная масса (кДа)Уровень кислотности
дельта-палутоксин IT11.04.03Нейтральный
дельта-палутоксин IT22.64.12Слегка простой
дельта-палутоксин IT31.33.93Кислая
дельта-палутоксин IT41.94.05Слегка простой

дельта-палутоксины - очень компактные белки из-за их четырех дисульфидные мостики.[3] Эти связывания приводят к дисульфидному псевдоузел, характерный для класса токсинов, содержащих «ингибитор цистинового узла мотив '(ICK). Этот мотив ответственен за их высокий in vivo стабильность.[3] Члены семейства ICK характеризуются трехцепочечным, антипараллельным ß-лист структура, стабилизированная дисульфидными мостиками. Внутри этого кратного класса биологическая активность токсинов очень разнообразна. Картина дисульфидных связей, обнаруженная в δ-палутоксинах, очень похожа на модель, наблюдаемую в µ-агатоксины.[2] Это указывает на сильную гомологию с µ-агатоксинами из Agelenopsis aperta.[4]

Цель

Напряжение-управляемые натриевые каналы имеют нейротоксин участок связывания на их α-субъединице,[5] которые называются сайтами рецепторов нейротоксина 1-7. δ-Палутоксины связываются с рецепторным участком 4 потенциалзависимых натриевых каналов насекомых.[5] Нейротоксины рецепторного сайта 4 связываются с внеклеточными петлями S1-S2 и S3-S4 в домене II α-субъединицы канала.[3]

Способ действия

δ-палутоксин-IT1 и δ-палутоксин-IT2 ингибируют инактивацию потенциалзависимых натриевых каналов.[2] Поскольку зависимость постоянной времени инактивации от напряжения не изменилась, было предложено, чтобы токсины воздействовали на преобразование из закрытого в инактивированное состояние.[1] Подавление инактивации приводит к чрезмерному притоку натрия. Это приводит к высокой концентрации кальция в мышцах, что вызывает медленный паралич. Этот медленный паралич характеризуется мышечным спазмом и потерей воды через стенки тела. В конце концов насекомые погибнут, потому что высохнут.[5] Действие δ-палутоксинов на потенциал-управляемые натриевые каналы аналогично тому, которое наблюдается у α-подобных токсинов скорпионов.[6][7]

Токсичность

Четыре δ-палутоксина проявляют сильную паралитическую активность против Spodoptera litura личинки, но и против некоторых других насекомых. В LD50 значения для δ-палутоксин-IT1 – IT3 варьируются от 9,5–24,7 мкг на грамм насекомого.[2] δ-палутоксин-IT1 является наиболее активным токсином, за ним следует δ-палутоксин-IT2, а δ-палутоксин-IT4 имеет самую низкую активность. δ-Палутоксины селективны к насекомым, стойкого токсического действия на мышей не обнаружено.[2] Структурная основа селективности этих токсинов для насекомых по ионным каналам млекопитающих все еще в значительной степени неизвестна.[8]

Рекомендации

  1. ^ а б Ферра, G; Bosmans, F; Тытгат, Дж; Пиментел, С; Чагот, Б; Gilles, N; Накадзима, Т; Дарбон, Н; Корсо, Г. (2005). «Структура раствора двух токсинов пауков, специфичных для насекомых, и их фармакологическое взаимодействие с потенциалозависимым Na + каналом насекомых». Белки. 59 (2): 368–79. Дои:10.1002 / prot.20424. PMID  15726637.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Корсо, Херардо; Эскубас, Пьер; Станкевич, Мария; Пелате, Марсель; Кристенсен, Чарльз П .; Накадзима, Теруми (сентябрь 2000 г.). «Выделение, синтез и фармакологическая характеристика δ-палутоксинов IT, новых инсектицидных токсинов паука (Amaurobiidae)». Европейский журнал биохимии. 267 (18): 5783–5795. Дои:10.1046 / j.1432-1327.2000.01653.x. PMID  10971590.
  3. ^ а б c Николсон, GM (2007). «Отбирающие насекомых токсины пауков, нацеленные на потенциалзависимые натриевые каналы». Токсикон. 49 (4): 490–512. Дои:10.1016 / j.toxicon.2006.11.027. HDL:10453/4446. PMID  17223149.
  4. ^ Биллен, В; Василевский, А; Никольский, А; Дебавай, S; Тытгат, Дж; Гришин, Е (2010). «Уникальная колоколообразная модуляция стробирования Na + -канала в зависимости от напряжения с помощью новых токсинов, селективных для насекомых, от паука Agelena orientalis». Журнал биологической химии. 285 (24): 18545–54. Дои:10.1074 / jbc.M110.125211. ЧВК  2881780. PMID  20385552.
  5. ^ а б c Corzo, G; Escoubas, P; Виллегас, E; Карбат, I; Гордон, Д; Гуревиц, М; Накадзима, Т; Жиль, Н. (2005). «Токсин паука, который вызывает типичный эффект альфа-токсинов скорпиона, но конкурирует с бета-токсинами за связывание с натриевыми каналами насекомых». Биохимия. 44 (5): 1542–9. Дои:10.1021 / bi048434k. PMID  15683238.
  6. ^ Гуревиц, М; Фрой, О; Зильберберг, N; Турков, М; Стругацкие, Д; Гершбург, Э; Ли, Д; Адамс, Мэн; Тугаринов, В; Англистер, Дж; Шаанан, Б; Лорет, Э; Станкевич, М; Пелат, М; Гордон, Д; Чеяновский, Н (1998). «Модификаторы натриевых каналов из яда скорпиона: взаимосвязь структура-активность, способ действия и применение». Токсикон. 36 (11): 1671–82. Дои:10.1016 / S0041-0101 (98) 00160-3. PMID  9792184.
  7. ^ Cestèle, S; Станкевич, М; Mansuelle, P; Де Ваард, М. Дарджент, B; Gilles, N; Пелат, М; Rochat, H; Martin-Eauclaire, MF; Гордон, Д. (1999). «Альфа-подобные токсины скорпиона, токсичные как для млекопитающих, так и для насекомых, по-разному взаимодействуют с рецепторным сайтом 3 на потенциалзависимых натриевых каналах у млекопитающих и насекомых». Европейский журнал нейробиологии. 11 (3): 975–85. Дои:10.1046 / j.1460-9568.1999.00505.x. PMID  10103091.
  8. ^ Николсон, Г. (2007). «Отбирающие насекомых токсины пауков, нацеленные на потенциалзависимые натриевые каналы». Токсикон. 49 (4): 490–512. Дои:10.1016 / j.toxicon.2006.11.027. HDL:10453/4446. PMID  17223149.