Токсини, знайдені у флорі та фауні, є важливим інструментом у дослідженні та лікуванні захворювань людини. Чого хороший особливий токсин коралової змії та пташиних павуків?
Коралова змія
За 12 років досліджень міжнародна група вчених розкрила секрет смертоносної отрути середньоамериканських видів змій, коста-риканської коралової змії. Отрута є першим відомим токсином тваринного походження, який впливає на функцію рецепторів ГАМК, крім того, його зв'язування принаймні в сто разів сильніше, ніж усі відомі модифікатори рецепторів ГАМК (А). Згідно з дослідженням у збірнику матеріалів Національної академії наук, ефект токсину зумовлений тим, що він більше не відривається від рецептора, а нейрони, що містять рецептори, залишаються постійно активованими (Jean-Pierre Rosso et al., MmTX1 та MmTX2 від отрути коралових змій потужно модулюють активність рецептора GABAA). Смерть жертви епілептичний статус, тобто викликаний епілептичним кризом.
Дослідники також досліджували хімічну структуру токсину - білка-близнюка, який називається мікрорутоксин1 та мікрорутоксин2, названі на честь латинської назви коралової змії, Micrurus mipartitus.
Як каже Френк Босманс, один з авторів дослідження, більшість зміїних отрут діють на рецептори ацетилхоліну на поверхні нервових клітин, і в результаті спазм м'язів, який також нагадує епілепсію, паралізує жертву. Однак коли дослідники тестували MmTX1 та MmTX2 на рецепторах ацетилхоліну, нічого не сталося, хоча MmTX викликають епілепсію так само, як токсини на рецепторах ацетилхоліну.
Потім дослідники радіоактивно мітили білки, щоб зв’язуватися з рецепторами ГАМК (А) у нейронах головного та спинного мозку (ГАМК є головним гальмівним нейромедіатором у центральній нервовій системі), залишаючи рецептор відкритим, при цьому іони хлору безперервно течуть всередині клітини та нервова клітина не в змозі відновити стан спокою. Білки MmTX зв’язуються з рецепторами набагато сильніше, ніж будь-яка відома речовина, у сто разів потужніші, ніж пікротоксин (PTX), прототип інгібіторів ГАМК (A). (пікротоксин - гіркий отрута і включає анамірту кокулюс, що походить із Південно-Східної Азії). повзучість виробляє).
Засоби проти тривоги, напр. діазепам та альпразолам, або алкоголь, зв’язуються з рецептором ГАМК (А), але завдяки їх агоністичним ефектам (більш точний механізм дії: позитивні алостеричні модулятори рецептора ГАМК (А) у низьких та високих дозах) не викликають судом, але розслаблення, передозування (анестезія, наркоз або самогубство) PTX використовується як протиотрута.
Причину сильного зв'язування також з'ясували дослідники: білки MmTX зв'язуються з певним місцем на рецепторі GABA (A) і змінюють його форму. Дослідники сподіваються, що подальше вивчення зв’язування рецепторів білків MmTX може допомогти захворювання, спричинені дефектами рецепторів - епілепсія, шизофренія, хронічний біль - Білки MmTX можна перетворити на інструмент для кращого розуміння протиепілептичні препарати можна перевірити, і різні через їх модифікацію, Можуть бути розроблені агенти, що модулюють рецептори ГАМК (А) ВООЗ.
Павуки-птахи
Використовуючи отруту тарантула, американські дослідники вивчають діяльність нервових, серцевих та скелетних м’язових клітин. Флуоресцентна молекула приєднана до токсину, гуанкситоксину-1Е, так що одна з напружений калієвий канал (Kv2.1) отрута, що зв’язує загоряється, коли канал вимкнено. Коли канал активований, отрута відокремлюється і флуоресценція припиняється.
Джон Сак, один з авторів дослідження у збірниках Національної академії наук (Хемоселективні токсини тарантулів повідомляють про активацію напруги іонних каналів дикого типу в живих клітинах), пояснює: це перший випадок, коли ми можемо візуалізувати електрична сигналізація без генетичної модифікації. Використання інструменту візуалізації Можуть бути вивчені дисфункції іонних каналів, що призводять до епілепсії, м’язових захворювань та аритмії. Як кажуть дослідники, електричну активність клітин можна точно виміряти іншими методами, але оскільки існує більше 40 типів калієвих каналів, важливо знати, який тип каналу вмикається або вимикається, оскільки це дозволить ідентифікувати іонних каналів, що його можна використовувати як лікарську мішень у зв'язку із захворюванням.
Хоча сьогодні відомі десятки каналопатій, дослідники виявляють все більше і більше захворювань, спричинених аномаліями в іонних каналах. Сак та його колеги хочуть додатково дослідити отруту інших павуків в надії знайти таких, які зв’язуються з іншими калієвими каналами.