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α- Bungarotoxina
Alfa-Bungarotoxina 1IDI.png
Diagrama esquemático de la estructura tridimensional de α-bungarotoxina. Los enlaces disulfuro se muestran en oro. Desde PDB : 1IDI . [1]
Identificadores
OrganismoBungarus multicinctus
SímboloN / A
número CAS11032-79-4
UniProtP60616
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EstructurasModelo suizo
DominiosInterPro

La α-Bungarotoxina (α-BTX) es una de las bungarotoxinas , componentes del veneno de la serpiente krait elápida taiwanesa con bandas ( Bungarus multicinctus ). Es un tipo de α-neurotoxina , una proteína neurotóxica que se sabe que se une de manera competitiva y relativamente irreversible al receptor nicotínico de acetilcolina que se encuentra en la unión neuromuscular , causando parálisis , insuficiencia respiratoria y muerte en la víctima. [2] También se ha demostrado que desempeña un papel antagonista en la unión del receptor nicotínico de acetilcolina α7. en el cerebro y, como tal, tiene numerosas aplicaciones en la investigación de la neurociencia.

Estructura [ editar ]

La α-bungarotoxina es una α-neurotoxina de 74 aminoácidos y 8 kDa con cinco puentes disulfuro que se une como antagonista competitivo a los receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChR). Al igual que otras α-neurotoxinas del veneno de serpiente, es un miembro de la familia de proteínas de la toxina de tres dedos ; su estructura terciaria consiste en un pequeño núcleo globular estabilizado por cuatro enlaces disulfuro , tres bucles de "dedos" salientes y una cola C-terminal . El segundo bucle contiene un enlace disulfuro adicional. Las puntas de los dedos I y II forman una región móvil que es esencial para una unión adecuada. [3]

Los enlaces de hidrógeno permiten una hoja β antiparalela, que mantiene el segundo y tercer bucles aproximadamente paralelos. La estructura de tres dedos se conserva mediante cuatro de los puentes disulfuro: el quinto se puede reducir sin pérdida de toxicidad. El quinto puente se encuentra en la punta del segundo bucle. [4]

Los múltiples enlaces disulfuro y la pequeña cantidad de estructura secundaria observada en α-BTX es la causa de la estabilidad extrema de este tipo de neurotoxina. Dado que hay muchas formas entrópicamente viables de la molécula, no se desnaturaliza fácilmente y se ha demostrado que es resistente a la ebullición [5] y los ácidos fuertes. [6] [7]

Mecanismo [ editar ]

Estructura de la alfa-bungarotoxina (azul) en complejo con la subunidad alfa-9 nAChR (naranja), que muestra interacciones con los bucles I y II. [8]

Las α-neurotoxinas se unen de forma antagónica a los nAChR de los músculos esqueléticos, bloqueando así la acción de la ACh en la membrana postsináptica, inhibiendo el flujo de iones y provocando parálisis. Los nAChR contienen dos sitios de unión para las neurotoxinas del veneno de serpiente. [9] La observación de que una sola molécula de la toxina es suficiente para inhibir la apertura del canal concuerda con los datos experimentales sobre la cantidad de toxina por receptor. [10] Algunos estudios computacionales del mecanismo de inhibición usando la dinámica del modo normal [11] sugieren que un movimiento de torsión causado por la unión de ACh puede ser responsable de la apertura de los poros, y que este movimiento es inhibido por la unión de la toxina. [11] [12]

Aplicaciones de investigación [ editar ]

La α-bungarotoxina ha jugado un papel importante en la determinación de muchos de los detalles estructurales de los receptores nicotínicos de acetilcolina . Puede conjugarse con un fluoróforo o enzima para la tinción inmunohistoquímica de tejidos fijados y visualización mediante microscopía de luz o fluorescencia . Esta aplicación permite la caracterización morfológica de las uniones neuromusculares . [13] [14] [15]

Ver también [ editar ]

  • Beta-bungarotoxina
  • Kappa-bungarotoxina

Referencias [ editar ]

  1. ^ Zeng H, Moise L, Grant MA, Hawrot E (junio de 2001). "La estructura de la solución del complejo formado entre alfa-bungarotoxina y un péptido afín 18-mer derivado de la subunidad alfa 1 del receptor nicotínico de acetilcolina de Torpedo californica" . La Revista de Química Biológica . 276 (25): 22930–40. doi : 10.1074 / jbc.M102300200 . PMID  11312275 .
  2. ^ Young HS, Herbette LG, Skita V (agosto de 2003). "Unión de alfa-bungarotoxina a las membranas del receptor de acetilcolina estudiado por difracción de rayos X de ángulo bajo" . Revista biofísica . 85 (2): 943–53. doi : 10.1016 / s0006-3495 (03) 74533-0 . PMC 1303215 . PMID 12885641 .  
  3. ^ Moise L, Piserchio A, Basus VJ, Hawrot E (abril de 2002). "Análisis estructural de RMN de alfa-bungarotoxina y su complejo con la principal secuencia de unión a alfa-neurotoxina en la subunidad alfa 7 de un receptor de acetilcolina nicotínico neuronal" . La Revista de Química Biológica . 277 (14): 12406–17. doi : 10.1074 / jbc.M110320200 . PMID 11790782 . 
  4. ↑ Love RA, Stroud RM (1986). "La estructura cristalina de la alfa-bungarotoxina a una resolución de 2,5 A: relación con la estructura de la solución y unión al receptor de acetilcolina". Ingeniería de proteínas . 1 (1): 37–46. doi : 10.1093 / proteína / 1.1.37 . PMID 3507686 . 
  5. ^ Tu AT, Hong BS (mayo de 1971). "Purificación y estudios químicos de una toxina del veneno de Lapemis hardwickii (serpiente marina de Hardwick)". La Revista de Química Biológica . 246 (9): 2772–9. PMID 5554293 . 
  6. ^ Chicheportiche R, Vincent JP, Kopeyan C, Schweitz H, Lazdunski M (mayo de 1975). "Relación estructura-función en la unión de neurotoxinas de serpiente al receptor de membrana de torpedo". Bioquímica . 14 (10): 2081–91. doi : 10.1021 / bi00681a007 . PMID 1148159 . 
  7. ^ Chen YH, Tai JC, Huang WJ, Lai MZ, Hung MC, Lai MD, Yang JT (mayo de 1982). "Papel de los residuos aromáticos en la relación estructura-función de la alfa-bungarotoxina". Bioquímica . 21 (11): 2592–600. doi : 10.1021 / bi00540a003 . PMID 7093206 . 
  8. ^ Zouridakis M, Giastas P, Zarkadas E, Chroni-Tzartou D, Bregestovski P, Tzartos SJ (noviembre de 2014). "Estructuras cristalinas de estados libres y unidos a antagonistas del dominio extracelular del receptor nicotínico α9 humano". Naturaleza Biología Molecular y Estructural . 21 (11): 976–80. doi : 10.1038 / nsmb.2900 . PMID 25282151 . 
  9. ^ Young HS, Herbette LG, Skita V (agosto de 2003). "Unión de alfa-bungarotoxina a las membranas del receptor de acetilcolina estudiado por difracción de rayos X de ángulo bajo" . Revista biofísica . 85 (2): 943–53. doi : 10.1016 / S0006-3495 (03) 74533-0 . PMC 1303215 . PMID 12885641 .  
  10. ^ Changeux JP, Kasai M, Lee CY (noviembre de 1970). "Uso de una toxina de veneno de serpiente para caracterizar la proteína receptora colinérgica" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 67 (3): 1241–7. doi : 10.1073 / pnas.67.3.1241 . PMC 283343 . PMID 5274453 .  
  11. ↑ a b Levitt M, Sander C, Stern PS (febrero de 1985). "Dinámica de modo normal de proteínas: inhibidor de tripsina, crambin, ribonucleasa y lisozima". Revista de Biología Molecular . 181 (3): 423–47. doi : 10.1016 / 0022-2836 (85) 90230-X . PMID 2580101 . 
  12. ^ Samson AO, Levitt M (abril de 2008). "Mecanismo de inhibición del receptor de acetilcolina por alfa-neurotoxinas como lo revela la dinámica del modo normal" . Bioquímica . 47 (13): 4065–70. doi : 10.1021 / bi702272j . PMC 2750825 . PMID 18327915 .  
  13. ^ Vogel Z, Towbin M, Daniels MP (abril de 1979). "Conjugado de alfa-bungarotoxina-peroxidasa de rábano picante: preparación, propiedades y utilización para la detección histoquímica de receptores de acetilcolina" . La Revista de Histoquímica y Citoquímica . 27 (4): 846–51. doi : 10.1177 / 27.4.376692 . PMID 376692 . 
  14. ^ Anderson MJ, Cohen MW (marzo de 1974). "Tinción fluorescente de receptores de acetilcolina en músculo esquelético de vertebrados" . La revista de fisiología . 237 (2): 385–400. doi : 10.1113 / jphysiol.1974.sp010487 . PMC 1350889 . PMID 4133039 .  
  15. ^ Leopoldo M, Lacivita E, Berardi F, Perrone R (julio de 2009). "Desarrollos en sondas fluorescentes para la investigación de receptores". Descubrimiento de drogas hoy . 14 (13-14): 706-12. doi : 10.1016 / j.drudis.2009.03.015 . PMID 19573791 . 

Enlaces externos [ editar ]

  • Bungarotoxinas en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE .
  • Estructura en GenBank