Saltar ao contido

Alfa-bungarotoxina

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
α-Bungarotoxina
Representación da estrutura tridimensional da α-bungarotoxina. As pontes disulfuro móstranse en cor dourada. Procedente de PDB 1IDI.[1]
Identificadores
Organismo Bungarus multicinctus
Símbolo N/A
Número CAS 11032-79-4
UniProt P60616
Outros datos

A α-bungarotoxina (α-BTX) é unha das bungarotoxinas que compoñen o veleno de serpes elápidas como Bungarus multicinctus. É un tipo de α-neurotoxina, unha proteína neurotóxica que se une competitivamente de maneira case irreversible ao receptor de acetilcolina nicotínico que se encontra nas unións neuromusculares, causando a parálise, insuficiencia respiratoria e a morte da vítima.[2] Tamén xoga un papel antagonista na unión ao receptor de acetilcolina nicotínico α7 no cerebro, e por iso ten numerosas aplicacións en investigación en neurociencias.

Estrutura

[editar | editar a fonte]

A α-bungarotoxina é unha α-neurotoxina de 74 aminoácidos de 8 kDa con cinco pontes disulfuro que se une como agonista competitivo a receptores de acetilcolina nicotínicos. Igual que outras α-neurotoxinas de velenos de serpes, é un membro da familia proteica das toxinas de tres dedos; a súa estrutura terciaria consta dunha pequena zona central globular estabilizada por catro pontes disulfuro, tres bucles que se proxectan a modo de "dedos" e unha cola C-terminal. O segundo bucle contén unha ponte disulfuro adicional. As puntas dos "dedos" I e II forman unha rexión móbil que é esencial para unha unión correcta.[3]

As pontes de hidróxeno permiten formar unha folla β antiparalela, que ten o segundo e terceiro bucles case paralelos. A estrutura de tres dedos é mantida por catro das pontes disulfuro: a quinta pode ser reducida sen perda de toxicidade. A quinta ponte está localizada no extremo do segundo bucle.[4]

As múltiples pontes disulfuro e unha pequena porción da estrutura secundaria que presenta a α-BTX é a causa da extrema estabilidade deste tipo de neurotoxina. Como hai moitas formas entropicamente viables da molécula, non se desnaturaliza doadamente e comprobouse que é resistente á ebulición[5] e aos ácidos fortes.[6][7]

Mecanismo

[editar | editar a fonte]
Estrutura da alfa-bungarotoxina (en azul) en complexo coa subunidade alfa-9 do receptor de acetilcolina nicotínico (en laranxa), mostrando as interaccións cos bucles I e II.[8]

As α-neurotoxinas únense antagonistamente de forma irreversible ao receptor de acetilcolina nicotínico dos músculos esqueléticos, bloqueando a acción da acetilcolina na membrana postsináptica, inhibindo o fluxo iónico e orixinando parálise. Os receptores de acetilcolina nicotínicos conteñen dous sitios de unión para as neurotoxinas do veleno de serpe.[9] A observación de que unha soa molécula da toxina é dabondo para inhibir a apertura da canle está en consonancia cos datos experimentais sobre a cantidade de toxina por receptor.[10] Algúns estudos computacionais do mecanismo de inhibición que usaron dinámicas de modo normal[11] suxiren que un movemento parecido a un retorcemento causado pola unión da acetilcolina pode ser responsable da apertura do poro e que este movemento é inhibido pola unión da toxina.[11][12]

Aplicacións en investigación

[editar | editar a fonte]

A α-bungarotoxina desempeñou un importante papel na determinación de moitos detalles estruturais dos receptores de acetilcolina nicotínicos. Pode ser conxugada a un fluoróforo ou encima para a tinguidura inmunohistoquimica de tecidos fixados e a visualizacón por medio de microscopía óptica ou de fluorescencia. Esta aplicación permite a caracterización morfolóxica das unións neuromusculares.[13][14][15]

Notas

[editar | editar a fonte]
  1. ↑ Zeng H, Moise L, Grant MA, Hawrot E (June 2001). "The solution structure of the complex formed between alpha-bungarotoxin and an 18-mer cognate peptide derived from the alpha 1 subunit of the nicotinic acetylcholine receptor from Torpedo californica". The Journal of Biological Chemistry 276 (25): 22930–40. PMID 11312275. doi:10.1074/jbc.M102300200. 
  2. ↑ Young HS, Herbette LG, Skita V (August 2003). "Alpha-bungarotoxin binding to acetylcholine receptor membranes studied by low angle X-ray diffraction". Biophysical Journal 85 (2): 943–53. PMC 1303215. PMID 12885641. doi:10.1016/s0006-3495(03)74533-0. 
  3. ↑ Moise L, Piserchio A, Basus VJ, Hawrot E (April 2002). "NMR structural analysis of alpha-bungarotoxin and its complex with the principal alpha-neurotoxin-binding sequence on the alpha 7 subunit of a neuronal nicotinic acetylcholine receptor". The Journal of Biological Chemistry 277 (14): 12406–17. PMID 11790782. doi:10.1074/jbc.M110320200. 
  4. ↑ Love RA, Stroud RM (1986). "The crystal structure of alpha-bungarotoxin at 2.5 A resolution: relation to solution structure and binding to acetylcholine receptor". Protein Engineering 1 (1): 37–46. PMID 3507686. doi:10.1093/protein/1.1.37. 
  5. ↑ Tu AT, Hong BS (May 1971). "Purification and chemical studies of a toxin from the venom of Lapemis hardwickii (Hardwick's sea snake)". The Journal of Biological Chemistry 246 (9): 2772–9. PMID 5554293. 
  6. ↑ Chicheportiche R, Vincent JP, Kopeyan C, Schweitz H, Lazdunski M (May 1975). "Structure-function relationship in the binding of snake neurotoxins to the torpedo membrane receptor". Biochemistry 14 (10): 2081–91. PMID 1148159. doi:10.1021/bi00681a007. 
  7. ↑ Chen YH, Tai JC, Huang WJ, Lai MZ, Hung MC, Lai MD, Yang JT (May 1982). "Role of aromatic residues in the structure-function relationship of alpha-bungarotoxin". Biochemistry 21 (11): 2592–600. PMID 7093206. doi:10.1021/bi00540a003. 
  8. ↑ Zouridakis M, Giastas P, Zarkadas E, Chroni-Tzartou D, Bregestovski P, Tzartos SJ (November 2014). "Crystal structures of free and antagonist-bound states of human α9 nicotinic receptor extracellular domain". Nature Structural & Molecular Biology 21 (11): 976–80. PMID 25282151. doi:10.1038/nsmb.2900. 
  9. ↑ Young HS, Herbette LG, Skita V (August 2003). "Alpha-bungarotoxin binding to acetylcholine receptor membranes studied by low angle X-ray diffraction". Biophysical Journal 85 (2): 943–53. PMC 1303215. PMID 12885641. doi:10.1016/S0006-3495(03)74533-0. 
  10. ↑ Changeux JP, Kasai M, Lee CY (November 1970). "Use of a snake venom toxin to characterize the cholinergic receptor protein". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 67 (3): 1241–7. PMC 283343. PMID 5274453. doi:10.1073/pnas.67.3.1241. 
  11. ↑ 11,0 11,1 Levitt M, Sander C, Stern PS (February 1985). "Protein normal-mode dynamics: trypsin inhibitor, crambin, ribonuclease and lysozyme". Journal of Molecular Biology 181 (3): 423–47. PMID 2580101. doi:10.1016/0022-2836(85)90230-X. 
  12. ↑ Samson AO, Levitt M (April 2008). "Inhibition mechanism of the acetylcholine receptor by alpha-neurotoxins as revealed by normal-mode dynamics". Biochemistry 47 (13): 4065–70. PMC 2750825. PMID 18327915. doi:10.1021/bi702272j. 
  13. ↑ Vogel Z, Towbin M, Daniels MP (April 1979). "Alpha-bungarotoxin-horseradish peroxidase conjugate: preparation, properties and utilization for the histochemical detection of acetylcholine receptors". The Journal of Histochemistry and Cytochemistry 27 (4): 846–51. PMID 376692. doi:10.1177/27.4.376692. 
  14. ↑ Anderson MJ, Cohen MW (March 1974). "Fluorescent staining of acetylcholine receptors in vertebrate skeletal muscle". The Journal of Physiology 237 (2): 385–400. PMC 1350889. PMID 4133039. doi:10.1113/jphysiol.1974.sp010487. 
  15. ↑ Leopoldo M, Lacivita E, Berardi F, Perrone R (July 2009). "Developments in fluorescent probes for receptor research". Drug Discovery Today 14 (13-14): 706–12. PMID 19573791. doi:10.1016/j.drudis.2009.03.015. 

Véxase tamén

[editar | editar a fonte]

Outros artigos

[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas

[editar | editar a fonte]
Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Alfa-bungarotoxina&oldid=6684506»