Toksyna Pandinus imperator (Pi4)
Pi4 (α-KTx 6.4) to krótka toksyna skorpiona Pandinus imperator , która blokuje określone kanały potasowe .
Etymologia
Nazwa Pi4 jest czwartą toksyną wyizolowaną ze skorpiona Pandinus imperator , z którego wyizolowano również Pi1, Pi2, Pi3 i Pi7.
Chemia
Pi4 jest peptydem , który składa się z 38 aminokwasów o następującej sekwencji :
IEAIRCGGSRDCYRPCQKRTGCPNAKCINKTCKCYGCS
Zawiera helisę α i arkusz β ; jest stabilizowany czterema parami cysteiny , które są usieciowane czterema krótkimi mostkami dwusiarczkowymi . Cztery mostki dwusiarczkowe są charakterystyczne dla podrodziny α-KTX6, podczas gdy większość innych toksyn skorpiona zawiera tylko trzy mostki dwusiarczkowe. Cysteiny Pi4 są sparowane w następującej kolejności: 6 C – 27 C; 12 C– 32 C; 16 C- 34 C; 22C - 37C .
konformację lewoskrętną , chociaż w mostku dwusiarczkowym między 22 C – 37 C można znaleźć pewne zróżnicowanie. Tylko mostek dwusiarczkowy między 6 C – 27 C wykazuje konformację prawoskrętną.
Cel i sposób działania
Kv 1.2 blokuje różne kanały potasowe, na przykład kanały potasowe Shaker B , i SK .
Kanał B shakera
Pi4 wiąże się z Kv 1.1 kanałami potasowymi Shaker B , homologiem Drosophila bramkowanego napięciem kanału potasowego . Pi4 odwracalnie blokuje ten kanał z IC50 3,0 ± 2,2 nM.
Peptyd Pi4, syntetyzowany z innym C-końcem niż naturalny Pi4 ( COO- zamiast COH2N ) , wykazuje takie same właściwości wiązania jak naturalny Pi4. Sugeruje to, że C-koniec peptydu Pi4 nie bierze udziału w wiązaniu Pi4 z kanałem Shakera B.
Reszty 26 K, 28 I, 29 N, 33 K i 35 Y mogą być ważne dla interakcji Pi4 z kanałami Shaker B , zwłaszcza 26 K i 35 Y, które tworzą konserwatywną diadę lizyny i klastra aromatycznego w innym kanale potasowym toksyny. Sugerowano, że ładunek dodatni lizyny naśladuje jon potasu i wchodzi do porów kanału potasowego, zatykając w ten sposób otwarcie porów i hamując strumień jonów.
Kanał Kv1.2
Pi4 blokuje bramkowany napięciem kanał potasowy K v 1.2. przy niskich stężeniach ( IC50 8,0 ± 5 pM). Nie zaobserwowano znaczącego wpływu na kanały Kv1.1 i Kv1.3 przy stężeniach do 10 μm.
, że w wiązaniu peptydu Pi4 z kanałem Kv 1.2 ważną rolę odgrywa struktura arkusza β. Po pierwsze, reszta 35 Y, znajdująca się w strukturze arkusza β, ściśle oddziałuje poprzez siły elektrostatyczne z aromatycznym skupiskiem kanałów Kv1.2 ( 344 W, 345 W i 355 Y). Po drugie, reszta 26 K zostaje stabilizowana przez cztery karbonylowe atomy tlenu znajdujące się w kanale porów utworzonym przez cztery podjednostki α Kv1.2 ( 357 D). Wreszcie cztery 332 Reszty Q czterech podjednostek α kanałów Kv1.2 oddziałują poprzez mostki solne z czterema podjednostkami pierścienia toksyny (złożonego z 10 R, 19 R, 30 K, 33 K).
Kanał SK
Ponadto Pi4 wiąże się z kanałami SK , kanałami potasowymi aktywowanymi przez Ca 2+ o małej przewodności . Pi4 konkuruje z apaminą , inną toksyną kanału SK . IC50 wynosi 0,5 ± 0,2 μM .
Toksyczność
Jad skorpiona może być toksyczny dla ssaków, owadów i skorupiaków. Pi4 jest LD50 śmiertelny u myszy po wstrzyknięciu do układu komorowego mózgu przy wartości wynoszącej 0,2 μg/mysz.