버수톡신

Versutoxin
헥사톡신 Hv1a 델타
3D Model of 1vtx.png
델타헥사톡신-Hv1(베르수톡신)의 3D 스틱 모델
식별자
기호Δ-HXTX-Hv1a
PfamPF05353
인터프로IPR008017
OPM 슈퍼 패밀리112
OPM단백질1vtx

델타 헥사톡신 Hv1(Δ-HXTX-Hv1a, Versutoxin 또는 Versutotoxin, 이전에는 델타 아트라코톡신 Hv1a, Δ-ACTX-Hv1a)[1]은 오스트레일리아의 깔때기 거미(Atrach 웹 거미)의 독에서 발견되는 신경독성 성분이다.

델타 헥사톡신 Hv1은 운동 뉴런에서 발견된 전압 게이트 나트륨 이온 채널(VGSC)의 불활성화를 완화함으로써 영장류의 사망을 초래할 수 있다.

베르수톡신의 구조는 다른 신경독성 폴리펩타이드에서 흔히 발견되지만 나트륨 채널 변조 측면에서 비슷한 효과에도 불구하고 바다 아네모네나 알파-스코르피온 독소에서는 발견되지 않는 낭포성 매듭 모티브의 중심 베타 영역을 포함하고 있다.[2][3]

명명법

1997년 제이미 1세.플레처와 그의 연구진은 호주의 깔때기 거미줄 독소를 분류하기 위해 새로운 명명법을 도입했다.그들은 대신 사소한 이름인 '베르수톡신'을 델타헥사톡신-Hv1로 바꿀 것을 제안했다.델타는 신경독소의 주요 생물학적 활동을 나타내며, 나트륨 채널을 억제한다.[2]

보다 최근의 연구에서 아트라코톡신은 헥사톡신(헥사톡신)으로 다시 브랜드화되었지만, 이 둘은 여전히 HXTX, ACTX라는 약어와 함께 서로 교환하여 사용되고 있다.델타와 Hv1은 여전히 신경독성 펩타이드 버수톡신을 지정하는데 사용된다.

구조

델타 헥사톡신 Hv1은 단단하게 접힌 폴리펩타이드로 42개의 애니모산 잔류물 체인을 함유하고 있으며 화학적 공식 CHNOS를20631858609. 가지고 있다 델타 헥사톡신 Hv1의 애니모산 시퀀스는 다음과 같다.

C A K K R N W C G T E D C C P M K C V Y A W Y N E Q S Q S Q S I S L W K K[4][5] C

Δ-ACTX-Hv1의 3차 구조물은 잔류물 Cys1–Cys8, Cys14–Val21 및 Ser30–Ser33으로 구성된 핵심 β 영역을 포함하며, Tyr22–Gly29는 바깥쪽으로 돌출되어 있다.β 부위는 Asn6–Trp7 (β1), Met18–Val21 (β2), Ser30–Ser33 (β3)으로 구성된 3줄의 항타렐 β 시트를 가지고 있다.짧은 β1의 C-단자 끝은 β Strand 3(Gln28 및 Gly29) 이전의 두 잔류물의 Cys8 아미드 양성자와 카보닐 옥시겐 사이의 두 갈래로 갈라진 수소 결합에 의해 제자리에 고정된다.또한 β 부위는 Lys3–Asn6 및 Cys15–Met18에서 타입 II β 턴을 포함하며, Cys16–Met 17에서 희귀한 시스 펩타이드 결합을 가지고 있다.Ile35–Lys41에 의해 형성된 비극성 C-단자 310 나선형으로, Lys40 및 Lys41에 접하고 β 턴 옆에 이설피드 결합으로 β 부위와 연결된다.β 부위는 리신 사이드체인에 접하는 소수성 사이스테인 사이드체인을 포함한다.네 개의 불화 채권 중 세 개가 ICK를 형성한다.베르수톡신에서 발견되는 낭포성 매듭 모티브의 구조는 단맛 수용체의 억제를 시험하는 데 사용되는 35레시듀 식물 폴리펩타이드인 구르마린에서 발견되는 구조와 유사하다.[2]

사용하다

다양한 독성 동물에서 발견되는 펩타이드들은 염증을 줄이고, 이온 채널을 활성화하지 못하며, 신경전달물질 생산을 변화시킬 수 있다.따라서 이러한 동물들에 의해 생성되는 신경독소를 이해하는 것은 잠재적으로 신경세포 생성을 늦추기 위한 치료제로 사용될 수 있다.충분한 천연자원의 부족으로 인해 이 연구에는 여전히 많은 한계가 있지만, 재조합 DNA를 사용하는 것은 이단백질 발현과 펩타이드 화학 합성을 촉진하여 이 문제를 완화시키는 방법을 사용한다.[6]

신경독성 속성 뒤의 메커니즘

특히 Versutoxin은 먹이의 전압 정량 나트륨 채널에 영향을 줄 수 있다.영장류를 대상으로 한 연구는 Δ-헥사톡신이 뉴런의 VGSC에 결합하여 신경독성 효과를 유발한다는 것을 보여준다.Δ-ACTX는 α-스코르피온과 유사하게 VGSCs 및 바다 아네모네 독소에 영향을 미친다.이 두 종류의 독소는 모두 나트륨 채널의 3번 부위와 특별히 결합된다.α-scorpion과 sea anemone 독소가 모두 부족한 ICK를 가지고 있음에도 불구하고, 연구원들은 음이온과 양이온 잔류물 지형에서 몇 가지 다른 유사점을 찾아냈고, 버수톡신이 현장 3에도 결합한다는 것을 확인했다.그들은 정제된 델타-ACTX-Hv1a가 이중 자크로스갭 기법을 사용하여 고립된 바퀴벌레(Periplaneta America) 등측부위(DUM) 신경세포에 어떤 영향을 미치는지 보고 이를 쥐 등측근부신경세포(DRG) 신경세포에 어떤 영향을 미치는지 비교했다.그들은 델타-ACTX-Hv1a가 두 표본의 전압 게이트 Na+ 채널에 구체적으로 어떤 영향을 미쳐 불완전한 정상 상태 Na+ 채널이 활성화되지 않는지에 주목하였다.[7]

현재 응용 프로그램

전압 게이트 나트륨 채널은 다양한 연구 방식에서 치료 대상으로 사용되어 그 과정에서도 버수톡신이 사용될 수 있게 되었다.일부 주목할 만한 질병 버수톡신은 다음과 같은 잠재적 치료 도구로 사용되어 왔다.알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌허혈, 녹내장, 경화증.[6]

베르수톡신은 또한 생화학물질 연구에도 사용되었다.재조합원 네메르티드 α-1(육식성 해양 리본 웜에서 발견되는 신경독소)의 구조는 VSGC 타겟팅 능력이 비슷해 재조합원 델타헥사톡신-Hv1과 비교했다.그러나, 지금 현재, 오프 타깃 효과에 대한 충분한 연구가 이루어지지 않고 있다.[8]

참고 항목

참조

  1. ^ Deuis, Jennifer R.; Mueller, Alexander; Israel, Mathilde R.; Vetter, Irina (2017-12-01). "The pharmacology of voltage-gated sodium channel activators". Neuropharmacology. Venom-derived Peptides as Pharmacological Tools. 127: 87–108. doi:10.1016/j.neuropharm.2017.04.014. ISSN 0028-3908. PMID 28416444. S2CID 46442872.
  2. ^ a b c Fletcher JI, Chapman BE, Mackay JP, Howden ME, King GF (November 1997). "The structure of versutoxin (delta-atracotoxin-Hv1) provides insights into the binding of site 3 neurotoxins to the voltage-gated sodium channel". Structure. 5 (11): 1525–1535. doi:10.1016/S0969-2126(97)00301-8. PMID 9384567.
  3. ^ Lüddecke T, Herzig V, von Reumont BM, Vilcinskas A (August 2021). "The biology and evolution of spider venoms". Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 97: 163–178. doi:10.1111/brv.12793. PMID 34453398. S2CID 237342144.
  4. ^ Brown MR, Sheumack DD, Tyler MI, Howden ME (March 1988). "Amino acid sequence of versutoxin, a lethal neurotoxin from the venom of the funnel-web spider Atrax versutus". The Biochemical Journal. 250 (2): 401–405. doi:10.1042/bj2500401. PMC 1148870. PMID 3355530.
  5. ^ "Amino acid sequence of versutoxin, a lethal neurotoxin from the venom of the funnel-web spider Atrax versutus". Biochemical Journal. 257 (3): 935. 1989-02-01. doi:10.1042/bj2570935a. ISSN 0264-6021. PMC 1135681.
  6. ^ a b de Souza, Jessica M.; Goncalves, Bruno D. C.; Gomez, Marcus V.; Vieira, Luciene B.; Ribeiro, Fabiola M. (2018). "Animal Toxins as Therapeutic Tools to Treat Neurodegenerative Diseases". Frontiers in Pharmacology. 9: 145. doi:10.3389/fphar.2018.00145. ISSN 1663-9812. PMC 5829052. PMID 29527170.
  7. ^ Grolleau, F.; Stankiewicz, M.; Birinyi-Strachan, L.; Wang, X.H.; Nicholson, G.M.; Pelhate, M.; Lapied, B. (2001-02-15). "Electrophysiological analysis of the neurotoxic action of a funnel-web spider toxin, delta-atracotoxin-HV1a, on insect voltage-gated Na+ channels". Journal of Experimental Biology. 204 (4): 711–721. doi:10.1242/jeb.204.4.711. ISSN 0022-0949. PMID 11171353.
  8. ^ Bell, Jack; Sukiran, Nur Afiqah; Walsh, Stephen; Fitches, Elaine C. (2021-07-15). "The insecticidal activity of recombinant nemertide toxin α-1 from Lineus longissimus towards pests and beneficial species". Toxicon. 197: 79–86. doi:10.1016/j.toxicon.2021.04.003. ISSN 0041-0101. PMID 33852905. S2CID 233244240.