| サソリの長鎖毒素 | |||||||||
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 サソリAndroctonus australis Hector由来の毒素IIの結晶構造。[1] | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | 毒素_3 | ||||||||
| ファム | PF00537 | ||||||||
| インタープロ | IPR002061 | ||||||||
| SCOP2 | 2sn3 / スコープ / SUPFAM | ||||||||
| TCDB | 8.B.1 | ||||||||
| OPMスーパーファミリー | 58 | ||||||||
| OPMタンパク質 | 1djt | ||||||||
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| サソリ短毒素 | |||||||||
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 アギトキシン-2。ジスルフィド結合が強調表示されている。PDB 1agt [ 2] | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | 毒素_2 | ||||||||
| ファム | PF00451 | ||||||||
| ファム一族 | CL0054 | ||||||||
| インタープロ | IPR001947 | ||||||||
| プロサイト | PDOC00875 | ||||||||
| TCDB | 8.B.2 | ||||||||
| OPMスーパーファミリー | 58 | ||||||||
| OPMタンパク質 | 1ne5 | ||||||||
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サソリ毒はサソリ毒に含まれるタンパク質です。その毒性作用は哺乳類または昆虫に特異的で、さまざまな特異性で電位依存性イオンチャネルスーパーファミリーのメンバー、具体的には電位依存性ナトリウムチャネル、電位依存性カリウムチャネル、[3]および一過性受容体電位（TRP）チャネル[4] [5]に結合して作用します。この作用の結果、神経器官系や心臓器官系におけるこれらのチャネルの作用が活性化または阻害されます。たとえば、Mesobuthus eupeus由来のα-サソリ毒 MeuNaTxα-12 および MeuNaTxα-13 は、電位依存性 Na+ チャネル（Na v s）を標的とし、急速な不活性化を阻害する神経毒です。哺乳類および昆虫の Na v s に対する MeuNaTxα-12 および MeuNaTxα-13 の効果をin vivo で調べたところ、異なる効力を示しました。これらの組み換え体（MeuNaTxα-12およびMeuNaTxα-13）は、細胞膜の脱分極をより速く不活性化するために、α様毒素の活性部位である部位3で哺乳類および昆虫のNa+チャネルに対する優先的な親和性を示す[6]。MeuNaTxα-12およびMeuNaTxα-13に対するさまざまなNa v sの感受性の違いは、LD4:S3-S4サブユニットの位置1630にある保存されたバリン残基からフェニルアラニン残基への置換に依存している可能性があるか、またはNa v sのLD4:S5-S6サブユニットの残基のさまざまな変化によるものである可能性がある。[6]最終的に、これらの作用は、痛みを引き起こすことによって捕食者を追い払う（たとえば、感覚ニューロンのナトリウムチャネルまたはTRPチャネルを活性化することにより）[7]、または捕食者を鎮圧する（たとえば、心臓イオンチャネルの阻害の場合）目的に役立つ可能性がある。[8]
この科には、関連する短鎖および長鎖サソリ毒が含まれます。また、シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）およびアブラナ属（Brassica spp）由来のプロテアーゼ阻害剤群も含まれます。
Brassica napus（アブラナ）とSinapis alba（シロカラシ）の阻害剤[9] [10]は、 MEROPSペプチダーゼファミリーS1（InterPro： IPR001254）に属するウシβ-トリプシンとウシα-キモトリプシンの触媒活性を阻害します。 [11]
このタンパク質群は現在、殺虫剤、ワクチン、タンパク質工学の足場の作成に使用されています。
構造
いくつかの毒素の完全な共有結合構造が推定されています。これらの毒素は約66個のアミノ酸残基から構成され、3本鎖の逆平行βシートを形成し、その上に約3回転のαヘリックスが存在します。長鎖毒素は4つのジスルフィド結合で構造を架橋していますが、短鎖毒素は3つしかジスルフィド結合を含んでいません。 [12] [13] マンチュウリサソリの毒から単離された抗てんかんペプチドであるBmKAEP [14]は、サソリの神経毒と抗昆虫毒の両方と類似性を示しています。
関数
この毒素の分子機能はイオンチャネルを阻害することです。2種類のNa+チャネル毒素は、機能的効果に基づいて2つのグループ（アルファとベータ）に分けられます。ベータ（β）毒素は活性化の電圧依存性をより負の電位にシフトさせ、通常は活性化が起こらない膜電位でもチャネルが開きやすくなります。アルファ（α）毒素は迅速な不活性化メカニズムを阻害し、チャネルを通るNa+電流を延長します。[15]この毒素は 殺虫剤、ワクチン、タンパク質工学の足場に使用されます[要出典]。毒素は現在、癌患者を治療するために使用されており、癌組織に蛍光サソリ毒素を注入して腫瘍の境界を示します[要出典] 。サソリ毒素遺伝子は、遺伝子挿入によって昆虫に超毒性の菌を作り出し、害虫を駆除するためにも使用されます[要出典]。
亜科
参考文献
- ^ PDB : 1PTX ; Housset D, Habersetzer-Rochat C, Astier JP, Fontecilla-Camps JC (1994年4月). 「サソリAndroctonus australis Hector由来毒素IIの結晶構造（1.3Å分解能で精密化）」Journal of Molecular Biology . 238 (1): 88– 103. doi :10.1006/jmbi.1994.1270. PMID 8145259.
- ^ Krezel AM, Kasibhatla C, Hidalgo P, MacKinnon R, Wagner G (1995年8月). 「カリウムチャネル阻害剤アギトキシン2の溶液構造：チャネル形状の探査のためのキャリパー」. Protein Science . 4 (8): 1478–89 . doi :10.1002/pro.5560040805. PMC 2143198. PMID 8520473 .
- ^ Miller C (1995年7月). 「カリブドトキシンファミリーのK+チャネル阻害ペプチド」. Neuron . 15 (1): 5– 10. doi : 10.1016/0896-6273(95)90057-8 . PMID 7542463. S2CID 5256644.
- ^ Osteen JD, Herzig V, Gilchrist J, Emrick JJ, Zhang C, Wang X, 他 (2016年6月). 「選択的クモ毒素は機械的疼痛におけるNav1.1チャネルの役割を明らかにする」Nature . 534 (7608): 494–9 . Bibcode :2016Natur.534..494O. doi :10.1038/nature17976. PMC 4919188. PMID 27281198 .
- ^ Lin King JV, Emrick JJ, Kelly MJ, Herzig V, King GF, Medzihradszky KF, Julius D (2019年9月). 「細胞透過性サソリ毒素はTRPA1と疼痛のモード特異的な調節を可能にする」. Cell . 178 (6): 1362–1374.e16. doi :10.1016/j.cell.2019.07.014. PMC 6731142. PMID 31447178 .
- ^ Zhu L, Peigneur S, Gao B, Tytgat J, Zhu S (2013年9月). 「昆虫および哺乳類のNa(+)チャネルに対する親和性が異なる、Mesobuthus eupeus由来の2種類の組換えα様サソリ毒素」. Biochimie . 95 (9): 1732–40 . doi :10.1016/j.biochi.2013.05.009. PMID 23743216.
- ^ Bohlen CJ, Julius D (2012年9月). 「疼痛を引き起こす毒素の受容体標的化メカニズム：その仕組みは？」Toxicon . 60 (3): 254– 64. Bibcode :2012Txcn...60..254B. doi :10.1016/j.toxicon.2012.04.336. PMC 3383939. PMID 22538196 .
- ^ Kalia J, Milescu M, Salvatierra J, Wagner J, Klint JK, King GF, 他 (2015年1月). 「敵から味方へ：動物毒素を用いたイオンチャネル機能の解明」. Journal of Molecular Biology . 427 (1): 158– 175. doi :10.1016/j.jmb.2014.07.027. PMC 4277912. PMID 25088688 .
- ^ Ceciliani F, Bortolotti F, Menegatti E, Ronchi S, Ascenzi P, Palmieri S (1994年4月). 「ナタネ（Brassica napus）種子由来の新規セリンプロテアーゼ阻害剤の精製、阻害特性、アミノ酸配列および反応部位の同定」. FEBS Letters . 342 (2): 221–4 . Bibcode :1994FEBSL.342..221C. doi :10.1016/0014-5793(94)80505-9. hdl : 2434/208504 . PMID 8143882. S2CID 42407931.
- ^ メネガッティ E、テデスキ G、ロンキ S、ボルトロッティ F、アセンツィ P、トーマス RM、他。 （1992年4月）。 「シロガラシ（Sinapis alba L.）種子からの新規セリンプロテイナーゼ阻害剤の精製、阻害特性およびアミノ酸配列」。FEBS レター。301 (1): 10– 4. Bibcode :1992FEBSL.301...10M。土井：10.1016/0014-5793(92)80199-Q。PMID 1451776。
- ^ Rawlings ND, Tolle DP, Barrett AJ (2004年3月). 「ペプチダーゼ阻害剤の進化ファミリー」. The Biochemical Journal . 378 (Pt 3): 705–16 . doi :10.1042/BJ20031825. PMC 1224039. PMID 14705960 .
- ^ Kopeyan C, Mansuelle P, Sampieri F, Brando T, Bahraoui EM, Rochat H, Granier C (1990年2月). 「Leiurus quinquestriatus quinquestriatus 毒液から単離されたサソリ抗昆虫毒素の一次構造」. FEBS Letters . 261 (2): 423–6 . Bibcode :1990FEBSL.261..423K. doi : 10.1016/0014-5793(90)80607-K . PMID 2311768. S2CID 40564285.
- ^ Gregoire J, Rochat H (1983). 「サソリButhus occitanus tunetanus由来毒素IおよびIIの共有結合構造」. Toxicon . 21 (1): 153–62 . Bibcode :1983Txcn...21..153G. doi :10.1016/0041-0101(83)90058-2. PMID 6845379.
- ^ Zhou XH, Yang D, Zhang JH, Liu CM, Lei KJ (1989年1月). 「サソリButhus martensii Karschの毒由来抗てんかんペプチドの精製およびN末端部分配列」. The Biochemical Journal . 257 (2): 509–17 . doi :10.1042/bj2570509. PMC 1135608. PMID 2930463 .
- ^ Rowe AH, Xiao Y, Scales J, Linse KD, Rowe MP, Cummins TR, et al. (2011) CvIV4の単離と特性解析：疼痛誘発性α-サソリ毒素. PLoS ONE 6(8): e23520. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0023520
外部リンク
- PROSITEのサソリの短毒素
- 科学ニュース：サソリの毒が進化の物語を語る
