Ophanin - Ophanin

Ophanin je toxin nalezený v jedu krále kobry (Ophiophagus hannah ), který žije po celou dobu Jihovýchodní Asie. Tento toxin patří do sekreční protein bohatý na cystein (CRISP) rodina. Ofanin slabě blokuje kontrakci hladké svaly vyvolané vysokou hladinou draslíku depolarizace,[1] což naznačuje, že inhibuje napěťově závislé vápníkové kanály.

Etymologie

Král kobra (Ophiophagus hannah)

Toxin byl pojmenován ophanin po hadovi, z jehož jedu pochází, král Cobra (Ophiophagus hannah ).[1]

Zdroje

Ofanin se vyrábí v jedových žlázách krále kobry (O. Hannah).

Ačkoli jed je relativně nízký toxicita, je to kompenzováno jeho velkým množstvím vstřikovaným do kořisti za každé sousto.[2]

Chemie

Struktura

Ophanin byl úspěšně izolován z O. Hannah jedovat gelová filtrace a výměna kationů chromatografie.[1] Jeho molekulová hmotnost je 25 kDa (z pozic 19 - 239), což odpovídá molekulové hmotnosti predikované z jeho sekvencí cDNA.[3]

Homologie

Ofanin je sekreční protein bohatý na cysteiny, a proto patří do rodiny CRISP. Tyto proteiny obsahují 16 přísně konzervovaných cysteinů a obsahují 8 disulfidové vazby. Deset ze 16 cysteinových zbytků je seskupeno na C-terminál konec proteinu. Ophanin patří do „dlouhé“ podskupiny CRISP, kterou tvoří 9 CRISP s nejdelší sekvencí. CRISP hadího jedu patřící do různých podskupin působí na různé biologické cíle, čímž přispívají k rozmanitosti škodlivých účinků hadích jedů.[4]

Rodina

Fylogenetický strom zkonstruovaný z nukleotidových sekvencí všech známých CRISP hadích jedů ukazuje, že ophanin je více příbuzný Viperidae větev než Elapidae větev, i když O. Hannah patří k hadům Elapidae.[1]

Ofanin, spolu s dalšími specifickými hadími toxiny jako triflin a ablomin, je také protein jedu související s helotherminem (Helveprin), který byl původně izolován z kůže ještěrky mexické.[5]

cílová

Ofanin je slabým blokátorem vysoké kontrakce hladkých svalů vyvolané draslíkem. Proteiny rodiny CRISP z hadího jedu inhibují v různém rozsahu kontrakci hladkého svalstva vyvolanou depolarizací. Ve srovnání s normální kontrakcí hladkého svalstva je ophanin schopen snížit jejich sílu kontraktility na 84% ± 1%, což je méně než u většiny ostatních CRISP.[1]

Rozdíly mezi inhibiční aktivitou CRISP lze vysvětlit porovnáním sekvencí, které naznačuje místo, které může být kritické pro inhibici aktivity kanálu. Phe 189 a Glu 186 jsou nejpravděpodobnější funkční zbytky: silné blokátory kontrakce hladkého svalstva (ablomin, triflin, a latisemin ) všechny mají Phe189 a všechny blokátory kontrakce hladkého svalstva kromě ophaninu mají Glu186. Význam tohoto nedostatku pravděpodobných funkčních zbytků v ophaninu dosud nebyl vyřešen. Je však pravděpodobné, že obraz je složitější a další zbytky přispívají k inhibiční aktivitě CRISP na kontrakci hladkého svalstva a některá data to podporují. Například, pseudecin, i když má také Phe189, neovlivňuje kontrakci vyvolanou depolarizací.[1]

Režim akce

Neexistují žádné přímé důkazy o konkrétním způsobu působení ophaninu blokujícího kontrakce hladkých svalů vyvolané depolarizací. Na základě hypotézy Yamazakiho a kolegů[6] pokud jde o ablomin, další toxin hadího jedu z rodiny CRISP, který také blokuje kontrakci hladkého svalstva vyvolanou depolarizací, můžeme předpokládat, že podobný mechanismus může existovat i pro ophanin.

Jelikož ablomin blokuje pouze kontrakci vyvolanou depolarizací, ale nikoli kofeinem, je pravděpodobné, že účinek ablominu bude způsoben inhibicí napěťově řízených iontových kanálů. Aktivuje se aktivace buněk hladkého svalstva prostřednictvím kofeinu ryanodin receptory sarkoplazmatické retikulum vzhledem k tomu, že aktivace prostřednictvím vysokých hladin extracelulárního draslíku depolarizuje membránu (v důsledku změny reverzní potenciál pro draslík směrem k pozitivnějším hodnotám) a pak by aktivoval napěťově řízené kanály vápníkových iontů, což by vedlo k vysokým hladinám intracelulárních iontů vápníku. Koncentrace intracelulárních iontů vápníku dobře koreluje s kontrakční silou v krysí ocasní tepně.[7] Kontrakce po extracelulární aplikaci roztoku s vysokým obsahem draslíku tedy závisí na přílivu extracelulárních iontů vápníku přes napěťově řízené kanály vápníku. Proto ablomin (a rozšířeně ophanin) s největší pravděpodobností cílí napěťově řízené vápníkové kanály na hladkém svalstvu.[6]

Toxicita

The LD50 jedu u myší je ~ 1,2 až 3,5 mg / kg intravenózní injekcí.[8] LD50 ophaninu dosud není známa.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F Yamazaki Y, Hyodo F; Morita T (2003). „Široká distribuce sekrečních proteinů bohatých na cystein v hadích jedech: izolace a klonování nových hadí jed sekreční proteiny bohaté na cystein " Archivy biochemie a biofyziky. 412 (1): 133–141. doi:10.1016 / S0003-9861 (03) 00028-6. PMID  12646276.
  2. ^ Pung YF (2005). Nový protein od krále Cobry (Ophiophagus hannah) jed (Disertační práce). Singapur: Singapurská národní univerzita.
  3. ^ "Ophanin". Konsorcium UniProt. 2010. Citováno 27. října 2010.
  4. ^ Osipov AV, Levashov MY; Tsetlin VI (2005). „Jed Cobra obsahuje směs sekrečních proteinů bohatých na cystein“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 428: 177–188. doi:10.1016 / bbrc.2004.12.154.
  5. ^ Jin Y, Lu Q; Zhou X, Zhu S; Li R, Wang W; Xiong Y (2003). "Čištění a klonování proteinů bohatých na cystein z Trimeresurus jerdonii a Naja atra". Toxicon. 42: 539–547. doi:10.1016 / S0041-0101 (03) 00234-4. PMID  14529736.
  6. ^ A b Yamazaki Y, Koike H; Sugiyama Y, Motoyoshi K; Wada T, Hishunima S; Morita T (2002). "Klonování a charakterizace nových proteinů hadího jedu, které blokují kontrakci hladkého svalstva". European Journal of Biochemistry. 269 (11): 2709–2715. doi:10.1046 / j.1432-1033.2002.02940.x. PMID  12047379.
  7. ^ Mita M, Yanagihara H; Hishinuma S, Saito M; Walsh MP (2002). „Membránová depolarizací vyvolaná kontrakce kaudálního arteriálního hladkého svalstva krysy zahrnuje kinázu spojenou s Rho“. Biochemical Journal. 364: 431–440. doi:10.1042 / BJ20020191. PMC  1222588. PMID  12023886.
  8. ^ Mebs D (1989). „Hadí jedy: Sada nástrojů neurobiologa“. Usilovat. 13: 157–161. doi:10.1016 / s0160-9327 (89) 80003-1. PMID  2482807.