Kalitoxin - Calitoxin

Kalitoxin
Identifikátory
ZkratkyCLX
ChemSpider
  • žádný
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu
Kalitoxin-1
Identifikátory
OrganismusCalliactis parasitica
SymbolCLX-1
UniProtP14531
Kalitoxin-2
Identifikátory
OrganismusCalliactis parasitica
SymbolCLX-2
UniProtP49127
Identifikátory
SymbolToxin_4
PfamPF00706
InterProIPR000693

Kalitoxin, také známý jako CLX, je neurotoxin mořských sasanek produkovaný mořskou sasankou Calliactis parasitica. Zaměřuje se na kraby a chobotnice, mimo jiné na bezobratlé. Dva izoformy (CLX-1 a CLX-2) byly identifikovány, oba jsou vytvořeny z prekurzory uložené v bodavé buňky sasanky. Jakmile je toxin aktivován a uvolněn, zvyšuje ochrnutí uvolňování neurotransmiteru u bezobratlých neuromuskulární spojení. Spolu s několika dalšími toxiny odvozenými od sasanek je CLX užitečný v iontový kanál výzkum. Některé strukturální aspekty kalitoxinu jsou odlišné od toxinů mořských sasanek, které se také zaměřují na sodíkové iontové kanály. Jiné toxiny připomínající kalitoxin fungují zcela odlišně.

Zdroj a objev

Kalitoxin je vysoce účinný neurotoxin produkovaný mořskou sasankou Calliactis parasitica, který je uložen v nematocysty bodavých buněk (cnidocyty ).[1] Tato mořská sasanka je druh z Hormathiidae rodina a je přítomen podél evropských pobřeží Atlantského oceánu a ve Středozemním moři.[2] Název kalitoxin je odvozen od organismu, ze kterého byl toxin izolován. Toxin byl izolován týmem vědců v Neapoli v Itálii ze zvířat shromážděných v Neapolský záliv. Tým izoloval polypeptid řadou centrifugace až do supernatant ztratil toxickou aktivitu. Výsledná peleta byla purifikována pomocí technik kapalinová chromatografie, gelová filtrace, a chromatofokusování.[3] Tým tedy seřazeno čištěný polypeptidový řetězec. Také zveřejnili podrobnosti o účincích toxinu in vitro o tkáňových přípravcích pro korýše, včetně nervů a svalů. Jejich nálezy byly zveřejněny v časopise Biochemie v roce 1989.[2]

Struktura a chemie

Má izoelektrický bod při pH 5,4.[1] The aminokyselinová sekvence je výrazně odlišný od jiných známých toxinů mořských sasanek. Existují dva známé geny kódující dva vysoce homologní kalitoxiny: CLX-1 a CLX-2. Oba pocházejí z prekurzorového peptidu o 79 aminokyselinách, kde C-konec určuje, zda to bude zralý CLX-1 nebo CLX-2. Aktivované toxiny se skládají ze 46 aminokyselin se třemi disulfidové vazby.[4] Vědci mají podezření, že toxiny jsou uloženy jako prekurzory cnidocyty. Pod účinky některých spouštěcích stimulů je prekurzor upraven a uvolněn v aktivní formě. Vzory míst štěpení cílených během zrání peptidu naznačují, že aktivní kvartérní struktura může být tetrapeptid.[3]

Aminokyselinové sekvence prekurzorů CLX
IsoformSekvenceUmístění disulfidových mostů
Předchůdce CLX-1MKTQVLALFV LCVLFCLAES RTTLNKRNDI EKRIECKCEG DAPDLSHMTG TVYFSCKGGD GSWSKCNTYT AVADCCHQA
    • 36 – 75
    • 38 – 66
    • 56 – 76[5]
Předchůdce CLX-2MKTQVLAVFV LCVLFCLAES RTTLNKRJáDI AKRIECKCK.G DAPDLSHMTG TVYFSCKGGD GSWSKCNTYT AVADCCHQA
    • 36 – 75
    • 38 – 66
    • 56 – 76[6]

Kalitoxin a další toxiny mořských sasanek se používají při studiu iontových kanálů s potenciálním využitím v biomedicínském a fyziologickém výzkumu.[7][3] Ve vyspělé CLX jedna substituce párů bází je zodpovědný za jednoho kyselina glutamová na lysin výměna v oblast kódování CLX-2, což vede k rozdílu mezi těmito dvěma izoformami. Strukturální organizace těchto dvou genů vykazuje vysoký stupeň homologie. To naznačuje, že dva různé peptidy mají stejnou biologickou funkci. To zatím nelze potvrdit, protože byl izolován pouze CLX-1 C. parasitica.[1] Kalitoxin má velmi odlišnou sekvenci od jiného toxinu mořského sasanky vázajícího sodíkový kanál, ATX-II, který produkují vzdáleně příbuzní Anemonia sulcata.[8] Lepší pochopení těchto rozdílů by mohlo nabídnout poznatky o funkci konkrétních aminokyselinových zbytků.[1] Přes výrazně odlišné genové sekvence ovlivňuje CLX-1 potenciály axonů korýšů podobné dvěma dalším třídám anemonových toxinů. Alternativně se určité aspekty struktury genů CLX nacházejí v toxiny štíra stejně jako další toxiny mořských sasanek, které blokují draslíkové kanály.[9]

Cíl a aktivita

Kalitoxin způsobuje masivní uvolňování neurotransmiterů z nervových zakončení neuromuskulárního spojení, což zase způsobuje silné svalová kontrakce a dokonce ochrnutí. Přesný cíl kalitoxinu dosud nebyl objasněn; protože má podobný účinek na neuromuskulární spojení jako Anemonia sulcata toxiny, kalitoxin může zpomalit inaktivaci napěťově řízené sodíkové kanály v motorických neuronech. Aktivita na kraba byla testována na kalitoxin Carcinus mediterraneus. Vyčištěný toxin byl injikován do hemocoel kraba. Minimální dávka 0,2µg toxinu spustilo svalové kontrakce v krabech, což způsobilo ochrnutí během 1 minuty. Střední smrtelná dávka (LD50 ) není znám.[2]

Funkce v přírodě

Calliactis parasitica se symbiotikem poustevnický krab

Mořské sasanky produkují ve svých bodavých buňkách toxiny, jako je kalitoxin (cnidocyty ). Tyto buňky obsahují organely zvané nematocysty. Při spuštění se zobrazí envenomation dojde k odezvě. To může mít za následek zranění cílových organismů, včetně ulovení kořisti, obrany proti dravým organismům nebo proti agresorům z jejich vlastního druhu.[4] V přirozeném prostředí C. parasitica může založit mutualistic vztah s poustevnickým krabem Pagurus bernhardus. Mořská sasanka identifikuje skořápky obývané poustevnickým krabem a přichytí se. C. parasitica poskytuje ochranu poustevnickému krabi bodnutím nebo zastrašováním potenciálních predátorů. Chobotnice vyhne se nesení granátů C. parasitica.[10] Na oplátku za ochranu získává mořská sasanka výhodu v přístupu k širší distribuci potravinových zdrojů, protože krab se pohybuje po dně oceánu.[11]

Reference

  1. ^ A b C d Spagnuolo A, Zanetti L, Cariello L, Piccoli R (leden 1994). "Izolace a charakterizace dvou genů kódujících kalitoxiny, neurotoxické peptidy z Calliactis parasitica (Cnidaria)". Gen. 138 (1–2): 187–91. doi:10.1016/0378-1119(94)90805-2. PMID  7510258.
  2. ^ A b C Cariello L, de Santis A, Fiore F, Piccoli R, Spagnuolo A, Zanetti L, Parente A (březen 1989). „Kalitoxin, neurotoxický peptid z mořských sasanek Calliactis parasitica: sekvence aminokyselin a elektrofyziologické vlastnosti ". Biochemie. 28 (6): 2484–9. doi:10.1021 / bi00432a020. PMID  2567180.
  3. ^ A b C Rappuoli R, Montecucco C (29. května 1997). Průvodce proteinovými toxiny a jejich využitím v buněčné biologii. Oxford University Press, Velká Británie. str. 139–. ISBN  978-0-19-154728-7.
  4. ^ A b Kastin AJ (2006). Příručka biologicky aktivních peptidů. Amsterdam: Academic Press. str. 363–364. ISBN  0-12-369442-6.
  5. ^ "Kalitoxin-1". UniProt.
  6. ^ "Calitoxin-2". UniProt.
  7. ^ Nagai H (2012). „Zvláštní vydání“ Toxiny mořských sasanek"". Marine Drugs.
  8. ^ Q. Ashton Acton (2013). Kastin AJ (ed.). Neurologické projevy - pokrok ve výzkumu a léčbě. ScholarlyEditions. str. 60. ISBN  9781481678049.
  9. ^ Moran Y, Gordon D, Gurevitz M (prosinec 2009). „Toxiny mořských sasanek ovlivňující napěťově řízené sodíkové kanály - molekulární a evoluční rysy“. Toxicon. 54 (8): 1089–101. doi:10.1016 / j.toxicon.2009.02.028. PMC  2807626. PMID  19268682.
  10. ^ Hanlon RT, Messenger JB (1998). „Učení a vývoj chování“. Chování hlavonožců. Cambridge University Press. str. 132–148. ISBN  978-0-521-64583-6.
  11. ^ Fish J, Fish S (2011). "Calliactis parasitica (Gauč)". Průvodce studenta na pobřeží (3. vyd.). Cambridge University Press. str. 96. ISBN  978-0-521-72059-5.