Báo cáo khoa học: An ‘Old World’ scorpion b-toxin that recognizes both insect and mammalian sodium channels A possible link towards diversification of b-toxins

An ‘Old World’ Scorpion β-Toxin That Recognizes Both Insect and Mammalian Sodium Channels

Tên đề tài: An ‘Old World’ Scorpion β-Toxin That Recognizes Both Insect and Mammalian Sodium Channels

Tác giả: Dalia Gordon, Nitza Ilan, Noam Zilberberg, Nicolas Gilles, Daniel Urbach, Lior Cohen, Izhar Karbat, Oren Froy, Ariel Gaathon, Roland G. Kallen, Morris Benveniste and Michael Gurevitz

Lĩnh vực: Sinh học phân tử, Sinh hóa, Khoa học đời sống

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu này giới thiệu về Lqhβ1, một độc tố β từ bọ cạp ‘Thế giới Cũ’ (Old World) có khả năng nhận diện cả kênh natri ở côn trùng và động vật có vú. Các độc tố β ảnh hưởng đến kênh natri (NaCh) ở các tế bào hưng phấn được phân loại thành hai lớp chính: α và β. Trong khi độc tố α có mặt ở bọ cạp trên toàn thế giới, độc tố β kháng động vật có vú chỉ được tìm thấy ở bọ cạp ‘Thế giới Mới’ (New World), còn độc tố β chọn lọc côn trùng thì chỉ mô tả ở bọ cạp ‘Thế giới Cũ’. Sự phân bố này gợi ý rằng sự đa dạng hóa của độc tố β thành các nhóm dược lý khác nhau đã xảy ra sau khi các lục địa tách ra cách đây 150 triệu năm. Lqhβ1 cho thấy sự tương đồng về trình tự và hoạt tính với cả độc tố β ‘Thế giới Mới’ và độc tố β ức chế ‘Thế giới Cũ’. Độc tố này cạnh tranh với các độc tố β kháng côn trùng và kháng động vật có vú để gắn vào synaptosome của gián và não chuột, và cũng cạnh tranh với một độc tố α kháng động vật có vú để gắn vào kênh NaCh não chuột. Lqhβ1 làm thay đổi sự phụ thuộc điện áp của sự kích hoạt đối với các kênh NaCh não chuột và ruồi giấm, làm giảm dòng điện đỉnh và có tác động mạnh lên kênh NaCh não chuột và cơ xương, nhưng ít ảnh hưởng đến kênh NaCh tim. Những đặc điểm đa diện này cho thấy Lqhβ1 có thể đại diện cho một nhóm độc tố β cổ xưa ở bọ cạp ‘Thế giới Cũ’, từ đó phát sinh ra các độc tố ức chế ở bọ cạp ‘Thế giới Cũ’ và các phân nhóm độc tố β ở bọ cạp ‘Thế giới Mới’ sau khi các lục địa tách rời.

Mục lục chi tiết:

• An ‘Old World’ Scorpion β-Toxin That Recognizes Both Insect and Mammalian Sodium Channels
• A possible link towards diversification of β-toxins
• Scorpion toxins that affect sodium channel (NaCh) gating in excitable cells are divided into α- and β-classes.
• We have characterized a unique toxin, Lqhβ1, from the ‘Old World’ scorpion, Leiurus quinquestriatus hebraeus…
• Scorpion ‘long chain’ toxins affecting voltage-gated sodium channels (NaCh) are polypeptides of 61-76 amino acids long…
• Correspondence to D. Gordon or M. Gurevitz, Department of Plant Sciences, George S. Wise Faculty of Life Sciences…
• Purification and analysis of Lqhβ1
• Recombinant toxin production
• Toxicity assays
• Binding experiments
• Sodium channel expression and two-electrode voltage-clamp assays using Xenopus oocytes
• Results
• Purification and cloning of a functionally unique β-toxin from L. q. hebraeus
• Binding of Lqhβ1 to insect and rat brain NaCh
• Effects of Lqhẞ1 on sodium channel subtypes
• Discussion
• Acknowledgements
• References