모드신

Modeccin

모데신은 유독 렉틴으로 당분과 특이적으로 결합할 수 있는 당단백질 그룹입니다.다른 종류의 씨앗에는 다른 독성 렉틴이 존재한다.모데신은 아프리카 아데니아 디지타타의 뿌리에서 발견됩니다.이 뿌리들은 종종 식용 뿌리로 오인되고, 이로 인해 일부 중독 사례가 발생하고 있다.자살의 [1][2]수단으로 과일을 먹거나 뿌리 추출물을 마시기도 한다.

구조와 반응성

모드신은 디술피드 결합에 의해 결합되는 2개의 서브유닛으로 구성되며, 온전한 단백질은 분자량이 약 57~[3]63 kDa이다.메르캅토에탄올 처리 시 체인은 질량이 25~28kDa인 서브유닛 [4]A와 질량이 31~35kDa인 [4]서브유닛 B의 두 가지 서브유닛으로 분리될 수 있다.

A-사슬은 효과체라고 불리며 리보솜 [5]불활성화 특성을 가지고 있다.B사슬은 탄수화물 결합 부위를 포함하고 있으며 합토머라고 불린다.온전한 독소 분자는 세포에 잠재적인 세포독성 영향을 미치는 반면, 그들은 세포 없는 시스템의 리보솜에 대해 리보솜 불활성화 활성을 보이지 않는다.반면 이황화물 환원제에 의한 독소 환원 작용은 역효과를 일으킨다.환원되고 해리된 독소 서브유닛은 무세포 시스템에서 리보솜 활성을 억제하지만, 온전한 세포에는 영향을 미치지 않습니다.

이러한 성질의 이유는 독소의 작용 방식 때문입니다.독소 분자는 B 사슬의 당류 인식 부위를 통해 세포막 표면에 있는 특정 β-갈락토실 함유 당단백질 또는 당지질 성분과 결합한다.이러한 독소에 민감한 동물에서 이러한 다당류는 거의 모든 세포 유형에 존재한다.이 독소는 높은 친화력(Ka의 범위는 107~108/M)으로 세포 표면 다당류 수용체에 결합한다.독소가 세포에 결합하면, A-사슬은 활성 수송이나 세포내 증식 중 하나를 통해 들어간다.일단 세포 내부에 A-사슬이 세포질 공간에 들어가 60S 리보솜 서브유닛에 결합하고 효소적으로 비활성화한다.이 하나의 독소 분자는 단백질 합성을 방해하고 표적 [6]세포를 죽이기에 충분하기 때문에 메커니즘은 촉매작용을 한다.

관련 독소

모드신을 포함한 세포독성 렉틴은 각각 다른 당결합특성을 [7]가지지만 잘 알려진 독성 렉틴인 리신과 유사한 방식으로 작용한다.

세포독성 렉틴에는 리신, 압린, 모드신, 볼켄신(독성이 가장 낮고 리신과 모드신보다 각각 10배 및 40배 적은 세포독성) 및 비스코민(리신보다 [8]10배 적은 세포독성)이 포함된다.

실험용 쥐의 리신 및 관련 독소의 비경구 치사율 비교[8]: 439

독소 LD50(mg/kg) 언급
리신 0.8-10 [9][10][11][2][12][13]
아브린 0.6-20 [14][15][16][13][17]
모드신 2.0-5.3 [18][19][13]
볼켄신 1.7 [20][13]
비스쿠민 2.4 [16]

하이브리드

인공적으로 생성된 독소와 유전자 공학 독소 키메라는 새로운 의학 양식(예: IgTs) 및 강력한 연구 도구로서의 적용 가능성뿐만 아니라 전통적인 의학 대책을 혼란시키는 독소 무기로서의 잠재적 오용 때문에 새롭게 주목받고 있다(Olsnes and Pihl, 1986; Millard, 2005).분리된 사슬의 혼합물을 투석하여 독성 렉틴 리신과 모드신의 A-와 B- 사슬에서 하이브리드 분자를 제조하여 이황화물 가교를 형성하였다.리신 A-사슬과 모드신 B-사슬로 구성된 하이브리드는 독성이 없는 반면, 역 하이브리드인 모드신 A-사슬/리신 B-사슬은 부모 독소인 네이티브 리신 [4]및 모드신보다 훨씬 더 독성이 높았다.

추출.

아데니아 디지타타의 뿌리로부터 모드신을 추출하는 절차는 다음과 같습니다.그것은 먼저 잘게 썰어 하룻밤 동안 염화나트륨 용액에 담근다.그리고 나서 그것은 와링 블렌더에서 균질화되어 밤새도록 방치된다.치즈천은 혼합물의 모든 수분을 짜내는 데 사용된다.추출물을 밤새 다시 방치하고 나머지 상등액을 원심분리하여 얻었다.용해된 단백질은 황산암모늄을 사용한 상등액의 포화상태로 인해 침전되었다.단백질은 원심분리, HO 재분해2, 흐르는 물에 대한 투석을 통해 이틀 동안 얻어졌습니다.마지막으로 저속 원심분리를 통해 침전물을 제거하고 상등액을 동결 [3]건조시켰다.

추출물은 Sephadex 기둥을 사용하여 분획되었다.서로 다른 분율에서 생쥐에 대한 독성을 측정했으며, 가장 독성이 높은 분율은 DEAE-(디에틸아미노에틸)-칼럼에 적용되었다.모드신을 포함한 결합 단백질은 용액 중 염화나트륨 구배를 사용하여 용출 및 분획되었다.다시, 분율은 겔 전기영동에 의해 가장 유독성이 높은 분율을 모아 분석한 생쥐에 대한 독성 검사를 실시했다.추가적인 정제 과정에서 단백질을 더 잘 따르기 위해 125I를 사용한 라벨 표시는 락토페르옥시다아제 방법을 통해 이루어집니다.이것은 [3]독성에 영향을 주지 않는다.

고정화된 당단백질을 사용한 친화성 크로마토그래피를 사용한 추가 정제.당단백질 처리와 뉴라미니다아제, 즉 뉴라미닌산의 당질 결합을 분해하는 효소를 통해 친화력을 증가시켰다.컬럼에서 단백질의 용출은 유당을 사용하여 이루어졌다.용출된 단백질의 투석은 유당을 제거했다.다른 부분들은 [3]생쥐에 대한 독성에 대해 측정되었다.

분율 겔 전기영동은 폴리아크릴아미드 겔 상에서 실시되었다.샘플은 황산나트륨, 경우에 따라서는 소량의 메르캅토 에탄올을 함유하고 있었다.단백질 분율에는 약 63kDa의 분자량이 있으며, 38kDa와 28kDa의 흔적이 있다.이러한 미량-골절은 메르캅토에탄올 처리 단백질 분율에서 더 뚜렷하게 나타난다.이는 모드신이 각각 28kDa와 38kDa의 두 개의 단백질 체인으로 구성되어 있으며, 이황화 [3]결합을 통해 연결되어 있음을 확인시켜 준다.

작용 메커니즘

모드신은 60S 리보솜 서브유닛을 불활성화함으로써 단백질 합성을 억제한다.증거는 독소가 펩타이드 사슬의 연장으로서 양쪽의 시작을 억제한다는 것을 보여준다.독소는 진핵생물 리보솜만 공격하고 박테리아는 내성이 있어요

B 체인

B-사슬은 세포막 상에 특정 γ-갈락토실 함유 글리코프로틴 또는 당지질 화합물에 대한 당류 인식 부위가 있다.

모데신 B-사슬은 대부분의 경우 세포 내 소포에 존재하기 때문에 [8]지연 후 세포로 들어간다.골지 복합체가 없으면 B-사슬이 세포로 들어갈 수 없어 [21][22]독성을 잃는다.골지 복합체에 도달한 후에만 세포로 들어갑니다.Modeccin은 셀에 입력하기 위해 낮은 pH가 필요합니다.pH 6.0 이하에서는 모드신은 세포내이식증(endocytosis)을 통해 세포에 들어갈 수 없다.또한 Ca2+이온이 필요한 것으로 알려져 있다.

A 체인

연구에 따르면 하나의 독소 A-사슬이 많은 수의 리보솜을 비활성화할 수 있으며, 이는 독소가 촉매 메커니즘에 의해 작용한다는 것을 시사한다.A-chain의 효소 활성 성질은 아직 완전히 명확하지 않으며, A-chain이 가수분해 효소로 작용할 가능성이 있다.메틸이나 인산염과 같은 작은 관능기를 제거함으로써 가능할 수 있다.실험 데이터는 모드신이 60S 리보솜 서브유닛을 [4][21][23]비활성화함으로써 세포를 죽이지만 독이 세포의 다른 부분에도 작용한다는 가능성을 배제할 수 없다.

늘늘결결결금금금금금금금[23]

동물에 미치는 영향

모데친은 생쥐 중추신경계(CNS)에서 편측질 흑질 및 시상 내 도파민 작동성 뉴런의 파괴를 촉진한다.그러므로 리신은 CNS 축삭 말단의 혈장 막에 결합할 수 없기 때문에 리신보다 더 강력한 자살 수송제이다.모드신을 CNS에 직접 주입하면 국소 [7]괴사가 발생한다.

모데신은 체외 간세포(간세포)에 대해 체외와 동일한 독성을 보인다.그것은 간세포에 침투하여 60년대 리보솜 서브유닛을 손상시킨다.6시간 중독 후 거친 내형질 망막의 방광 및 탈과민, 24시간 중독 후 완전 파편화.리보솜뿐만 아니라 모드신 중독 후 미토콘드리아도 피해를 입었다.

대사

모드신의 대사 메커니즘은 연구되지 않았지만 단백질 분해로 구성되었을 것으로 추정된다.유리 독소는 주로 간과 신장에 의해 제거되거나 리소좀을 통한 세포 내부화를 통해 분해될 수 있다.리소좀은 모드신을 [24]분해할 수 있는 몇 가지 단백질 분해 효소를 포함한 소화 효소를 운반합니다.

중화독성

당결합경합

단당류 및 이당류, 특히 갈락토스와 유당은 모드신의 잠재적 결합 억제제이다.이는 세포막의 모드신 결합 부위에서 말단 갈락토오스 잔류물의 필요성과 관련이 있다.

브레펠딘 A

브레펠딘A(BFA)에 의한 처리는 골지장치를 교란시킴으로써 [25]모드신의 세포독성을 억제한다.브레펠딘A는 소포체로부터의 수송을 차단하고 골지장치에서의 소포 형성을 억제한다.ADP-리보실화인자(ARF)로의 뉴클레오티드 교환은 BFA에 의해 억제되어 표적막상에 세포질 피막단백질의 집약을 방지한다.골지 기구에서 세포로 모드신을 운반하는 소포가 형성되지 않으면, [22]모드신은 세포로 들어갈 수 없습니다.

산도의 정도

NH3Cl로 치료함으로써 촉진되는 혈관 내 pH 상승은 모드신의 [4][26]세포독성을 억제한다.또, 모넨신등의 이오노포어를 세포내에 짜넣는 것으로,[4] pH의 상승을 촉진한다.이것은 그들의 가역 이온 결합의 능력과 친유성 특성 때문이다.

세라마이드 유사체

그림 5와 같이 세라마이드 유사체 및 관련 스핑고지질의 보호 효과는 모드신의 세포독소 활성에서 관찰된다.그들은 모드신의 결합과 내부화에 영향을 미치지 않지만 골지 복합체를 통한 세포 내 단백질 수송에 영향을 미친다.C2-cer, C6-cer 및 C8-cer는 모드신 독성에 대해 보호하지만 전자와 후자는 C6-cer보다 효과가 낮다.자연적으로 발생하는 C18-cer는 모드신 독성뿐만 아니라 스핑고신 [25]및 스핑고미엘린에도 영향을 미치지 않습니다.

레퍼런스

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