ハナトキシン
ハナトキシン
SCOP分類[ 1 ]
クラス小さなタンパク質
折り畳みノッティン（小さな阻害剤、毒素、レクチン）
スーパーファミリーオメガ毒素様
家族クモの毒
タンパク質ハナトキシン (HaTx、HaTx 1、HaTx 2、κ-TRTX-Gr1a)

ハナトキシンは、グラモストラ・スパチュラタタランチュラの毒液に含まれる毒素です。[ 2 ]この毒素は、活性化閾値を上昇させることで、電位依存性カリウムチャネル、特にKv4.2とKv2.1の活性化を阻害することで知られています。 [ 3 ]

出典

ハナトキシンは、Grammostola spatulataの毒から得られるクモ毒です。

化学

ハナトキシンは、構造が類似した2つの4.1 kDaタンパク質毒素、HaTx 1とHaTx 2の一般​​名です。HaTxは以下の35個のアミノ酸からなるペプチドです。 

Glu-Cys-Arg-Tyr-Leu-Phe-Gly-Gly-Cys-Lys-Thr-Thr-***-Asp-Cys-Cys-Lys-His-Leu-Gly-Cys-Lys-Phe-Arg-Asp-Lys-Tyr-Cys-Ala-Trp-Asp-Phe-Thr-Phe-Ser

ここで、***はHaTx 1の場合はSer 、HaTx 2の場合はAlaです。1995年に初めて発見されたハナトキシンは、当時知られていた他の毒素と比較してアミノ酸配列と構造が異なることから、電位依存性カリウムチャネルを電位センサーを改変することで阻害するクモ毒素ファミリーの創始メンバーとなりました。[ 2 ] [ 4 ]そのアミノ酸配列は、SGTx1（76%）やグラムトキシン（43%）など、ハナトキシンと同様のゲート改変特性を持つ他の様々な毒素と相同性があります。[ 5 ]

ターゲット

ハナトキシンは数種類の電位依存性イオンチャネルに結合します。Kv2.1およびKv4.2チャネルに対する親和性が最も高いものの、 α1A電位依存性Ca 2+チャネルにも結合することが示されています。[ 6 ]ハナトキシンはK +チャネルサブユニット のS3-S4結合部、特にS3bセグメントに結合します。 [ 7 ] [ 8 ]また、単一のイオンチャネル内の複数のサブユニットに結合する可能性があります。[ 3 ]

作用機序

αサソリ毒と同様に、ハナトキシンは主に電位依存性カリウムチャネルの活性化を阻害するが、遮断するわけではない。ハナトキシンが結合するS3-S4結合は、電位感知とゲート活性化に重要である。S3bセグメントに結合することで、S3bセグメントはS4セグメントのN末端に押し出され、その動きが制限されるため、チャネル活性化にはより高い脱分極が必要となる。[ 9 ]

毒性

ハナトキシン単独の影響は十分に研究されていないが、これはグラモストラ・スパチュラタ（Grammostola spatulata）の毒の一部であり、ヒトに対して軽度の毒性があると考えられている。タランチュラの毒は局所的な痛み、かゆみ、灼熱感を引き起こし、ヒトへの長期的な影響はないと思われる。[ 10 ]しかし、この毒に対してアレルギー反応を起こす可能性があり、アナフィラキシー、呼吸困難、胸痛を引き起こす可能性がある。この毒はネズミなどの小動物にとって致命的であり、0.1mlの毒を摂取すると、ネズミは約5分以内に致命的となる。[ 11 ]

処理

グラモストラ・スパチュラタの咬傷は、通常の刺し傷と同様に治療する必要があります。患部の洗浄と消毒が必要であり、毒に対する反応が重篤な場合は入院や専門的な薬物治療が必要になる場合があります。咬傷からの回復には通常約1週間かかります。[ 12 ]

治療目的の使用

ハナトキシンは特定のイオンチャネルに対する特異性から、治療薬開発の候補として認識されています。ハナトキシンが阻害するカリウムチャネルは非常に多様であり、心拍数調節、インスリン注入、筋収縮など、多くの機能に関与しています。[ 13 ]ハナトキシンの治療における最も有望な用途の一つは、インスリン分泌の調節を助けることによる2型糖尿病の治療です。 [ 14 ] HaTx 1は大腸菌内での融合合成に成功していますが、その収率は非常に低く（約1%）、薬理学的用途は限られています。[ 5 ]

参考文献

  1. ^ http://supfam.org/SUPERFAMILY/cgi-bin/search.cgi?search_field=hanatoxin、2012年10月10日参照。
  2. ^ a b Swartz, KJ; MacKinnon, R. (1995). 「チリのタランチュラ毒から単離されたKv2.1カリウムチャネル阻害剤」 . Neuron . 15 (4): 941– 949. doi : 10.1016/0896-6273(95) 90184-1 . PMID  7576642. S2CID  11188679 .
  3. ^ a b Swartz, KJ; MacKinnon, R. (1997). 「ハナトキシンは複数の結合部位を介して電位依存性K+チャネルのゲーティングを変化させる」 . Neuron . 18 ( 4): 665– 673. doi : 10.1016/s0896-6273(00)80306-2 . PMID 9136774. S2CID 17929074 .  
  4. ^高橋 浩 (2000). 「電位依存性K +チャネルのゲーティング修飾因子であるハナトキシン1の溶液構造：ゲーティング修飾毒素に共通する表面特徴」.分子生物学ジャーナル. 297 (3): 771– 780. doi : 10.1006/jmbi.2000.3609 . PMID 10731427 . 
  5. ^ a b Lee, C. ea (2004). 「Kv2.1チャネルゲーティングの修飾因子であるSGTx1の溶液構造と機能特性」.生化学. 43 (4): 890– 897. doi : 10.1021/bi0353373 . PMID 14744131 . 
  6. ^ Li-Smerin, Y.; Swartz, KJ (1998). 「ゲーティング修飾毒素は電位依存性Ca 2+およびK +チャネルにおける保存された構造モチーフを明らかにする」. Proceedings of the National Academy of Sciences . 95 (15): 8585– 8589. Bibcode : 1998PNAS...95.8585L . doi : 10.1073/pnas.95.15.8585 . PMC 21119. PMID 9671721 .  
  7. ^ Gonzalez, C. ea (2000). 「S3-S4リンカーによるShaker K(+)チャネルゲーティング動態の調節」 . Journal of General Physiology . 115 (2): 193– 208. doi : 10.1085/jgp.115.2.193 . PMC 2217197. PMID 10653896 .  
  8. ^ Li-Smerin, Y.; Swartz, KJ (2001). 「S3のCOOH末端のらせん構造と、電位依存性イオンチャネルにおけるゲーティングモディファイア毒素受容体への寄与」. Journal of General Physiology . 117 (3): 205– 218. doi : 10.1085/jgp.117.3.205 . PMC 2225613. PMID 11222625 .  
  9. ^ Huang, P.; Shiau, Y.; Lou, K. (2007). 「スパイダーゲーティング修飾ペプチドと電位依存性カリウムチャネルとの相互作用」. Toxicon . 49 (2): 285– 292. Bibcode : 2007Txcn...49..285H . doi : 10.1016/j.toxicon.2006.09.015 . PMID 17113615 . 
  10. ^ http://www.t3db.org/toxins、2012年10月9日参照。
  11. ^ Escoubas, P.; Rash, L. (2004). 「レビュー：タランチュラ：8本足の薬剤師とコンビナトリアルケミスト」Toxicon . 43 (5): 555– 574. doi : 10.1016/j.toxicon.2004.02.007 . PMID 15066413 . 
  12. ^ Tintinalli, J. ea (2004). Tintinalli's Emergency Medicine: A comprehensive Study Guide, 第7版. ニューヨーク、NY McGraw-Hill, Chapter 50, 205.
  13. ^ Escoubas, P.; Bosmans, F. (2007). 「クモペプチド毒素は医薬品開発のリード化合物となる」. Natural Product Reports . 2 (6): 1– 13. doi : 10.1517/17460441.2.6.823 . PMID 23489000. S2CID 22614679 .  
  14. ^ Herrington, J. ea (2006). 「膵β細胞における遅延整流性カリウム電流の遮断薬はグルコース依存性インスリン分泌を促進する」 .糖尿病. 55 (4): 1034– 1042. doi : 10.2337/diabetes.55.04.06.db05-0788 . PMID 16567526 . 
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