delta -palutoksyna
delta -palutoksyny ( δ-palutoksyny ) składają się z homologicznej grupy czterech specyficznych dla owadów toksyn z jadu pająka Pireneitega luctuosa (znanego również jako Paracoelotes luctuosus ). Wykazują wysoką toksyczność wobec larw Spodoptera litura poprzez hamowanie kanałów sodowych , co prowadzi do silnego działania paraliżującego i ostatecznie do śmierci owada.
Źródła
δ-Palutoksyny są ekstrahowane z jadu pająka Pireneitega luctuosa . Jad ten wykazuje najwyższą toksyczność wobec Spodoptera litura , które są znaną przyczyną szkodników upraw w rolnictwie.
Chemia
Istnieją cztery podfrakcje w jadzie, o których wiadomo, że są aktywne przeciwko larwom Spodoptera litura : δ-palutoksyna IT1, δ-palutxoina IT2, δ-palutoksyna IT3 i δ-palutoksyna IT4. Toksyny te mają długość 36-37 aminokwasów i wykazują wysoką homologię. Stężenia różnych podtypów w jadzie, masy cząsteczkowe i poziom kwasowości podtypów wymieniono poniżej.
| Podtyp toksyny | Koncentracja w jad (nmol/10µl) |
Masa cząsteczkowa (kDa) | Poziom kwasowości |
|---|---|---|---|
| δ-Palutoksyna IT1 | 1.0 | 4.03 | Neutralny |
| δ-Palutoksyna IT2 | 2.6 | 4.12 | Lekko zasadowy |
| δ-Palutoksyna IT3 | 1.3 | 3,93 | Kwaśny |
| δ-Palutoksyna IT4 | 1.9 | 4.05 | Lekko zasadowy |
δ-Palutoksyny są bardzo zwartymi białkami ze względu na ich cztery mostki dwusiarczkowe . Wiązania te skutkują pseudowęzłem disiarczkowym , charakterystycznym dla klasy toksyn zawierających „ inhibitorowy motyw węzła cystynowego ” (ICK). Motyw ten odpowiada za ich wysoką in vivo . Członkowie rodziny ICK charakteryzują się trójniciową, antyrównoległą β-kartki , stabilizowaną mostkami dwusiarczkowymi. W ramach tej klasy fałdowej aktywność biologiczna toksyn jest bardzo zróżnicowana. Wzór wiązań dwusiarczkowych znaleziony w δ-Palutoxins jest bardzo podobny do wzoru obserwowanego w µ-Agatoxins . Wskazuje to na silne homologie z µ-Agatoksynami z Agelenopsis aperta .
Cel
Kanały sodowe bramkowane napięciem mają miejsca wiązania neurotoksyn na podjednostkach α, które nazywane są miejscami receptorów neurotoksyn 1-7. δ-Palutoksyny wiążą się z miejscem receptorowym 4 kanałów sodowych bramkowanych napięciem owadów. Neurotoksyny miejsca 4 receptora wiążą się z zewnątrzkomórkowymi pętlami S1-S2 i S3-S4 w domenie II podjednostki α kanału.
Sposób działania
δ-Palutoksyna-IT1 i δ-palutoksyna-IT2 hamują inaktywację kanałów sodowych bramkowanych napięciem. Ponieważ nie wpłynęło to na zależność stałej czasowej inaktywacji od napięcia, zaproponowano, że toksyny działają na konwersję ze stanu zamkniętego do stanu nieaktywnego. Zahamowanie inaktywacji skutkuje nadmiernym napływem sodu. Prowadzi to do wysokiego stężenia wapnia w mięśniach, co powoduje powolny paraliż. Ten powolny paraliż charakteryzuje się skurczem mięśni i utratą wody przez ściany ciała. W końcu owady umrą, ponieważ wyschną. Wpływ δ-palutoksyn na kanały sodowe bramkowane napięciem jest podobny do obserwowanego w toksynach skorpiona podobnych do α.
Toksyczność
Cztery δ-palutoksyny wykazują silne działanie paraliżujące na larwy Spodoptera litura , ale także na niektóre inne owady. Wartości LD50 dla δ-palutoksyny-IT1 do IT3 wahają się od 9,5–24,7 µg na gram owada . Najbardziej aktywną toksyną jest δ-palutoksyna-IT1, następnie δ-palutoksyna-IT2, a najniższą aktywność ma δ-palutoksyna-IT4. δ-Palutoksyny są selektywne wobec owadów, nie stwierdzono trwałego działania toksycznego na myszach. Strukturalna podstawa selektywności tych toksyn dla owadów w stosunku do sodowych kanałów jonowych ssaków jest nadal w dużej mierze nieznana.