Crotamina

Crotamina
La estructura proteica de la crotamina ( PDB : 1H5O )
Identificadores
Organismo	?
Símbolo	CRO2
UniProt	Q9PWF3
Buscar Estructuras Modelo suizo Dominios InterPro

La crotamina es una toxina presente en el veneno de la serpiente de cascabel sudamericana ( Crotalus durissus terrificus ). Es una proteína de 42 residuos de largo que contiene 11 residuos básicos (9 lisinas , 2 argininas ) y 6 cisteínas . También se ha aislado del veneno de la serpiente de cascabel de las praderas de América del Norte, Crotalus viridis viridis . Primero fue aislado y purificado por el científico brasileño José Moura Gonçalves , y luego estudiado intensivamente por su grupo de colaboradores en la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto de laUniversidad de São Paulo .

Función biológica

La crotamina tiene una serie de acciones biológicas: actúa sobre los canales de sodio de la membrana celular , es ligeramente analgésica y miotóxica, es decir, penetra en las células de los músculos y favorece la necrosis . La crotamina es homóloga con otras miotoxinas del veneno y es similar a las defensinas α, β .

Bioquímica y mecanismo

La secuencia de aminoácidos ( YKQCHKKGGHCFPKEKICLPPSSDFGKMDCRWRWKCCKKGSG , Cys4-Cys36, Cys11-Cys30, Cys18-Cys37) y la estructura molecular 3D de la crotamina ya se han determinado.

La proteína de estructura de crotamina no se pudo determinar inicialmente a través de la cristalización de proteínas ni de difracción de rayos X . ^[1] Se especuló que la dificultad se debía a que la crotamina tiene muchas isoformas, lo que lleva a la formación de agregados y diferentes conformaciones posibles de la proteína. La estructura y forma de la proteína se propuso mediante un modelo 3D generado por Siqueira et al. (2002) basado en cálculos computacionales que fueron apoyados con simulaciones intensivas de dinámica molecular y procedimientos de modelado de homología. Posteriormente, Nicastro et al. (2003) descubrió la estructura de la crotamina mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear. La crotamina tiene una topología que nunca antes se había visto en las toxinas activas que se dirigen a los canales iónicos; la proteína se compone de una hélice alfa N-terminal corta , un tipo de formación de proteína, y una pequeña hoja beta de triple cadena antiparalela, otro tipo de formación de proteína, dispuesta en una topología ab1b2b3. La crotamina tiene conformaciones de pliegues estructurales similares a las de la familia de las b-defensinas humanas , así como una disposición idéntica de puentes disulfuro . ^[1]

[Figura necesaria]

El gen y la ubicación cromosómica responsable de su síntesis han sido identificados por el grupo liderado por Gandhi Rádis-Baptista , que trabaja en el Instituto Butantan , en São Paulo, Brasil. El ARNm tiene aproximadamente 340 nucleótidos y codifica una precrotamina, que incluye el péptido señal , la crotamina madura y una lisina final.

El gen Crotamine fue el primer gen en ser mapeado en un cromosoma de serpiente. ^[1] El gen responsable de codificar la proteína crotamina está etiquetado como Crt-p1 y la longitud de su secuencia de pares de bases es de aproximadamente 1,1 kpb o 1100 pb. Se informó que el gen de la crotamina se aisló dos veces de dos especímenes diferentes, uno en un método que resultó en un tamaño de gen de 1.8 kpb y en el otro espécimen un tamaño de gen de 1.1 kpb. ^[2] El gen se ha aislado previamente en el genoma de C. durissus terrificus y la proteína en sí pertenece a un grupo de pequeñas miotoxinas polipeptídicas básicas (SBPM). El contenido de los venenos de Crotalus puede variar según la subespecie y la ubicación geográfica. ^[3]El gen Crt-p1, como describen Radis-Bastista et al. 2003, consta de aproximadamente tres exones separados por un intrón de fase 2 corta (140 pb) y un intrón de fase 1 larga (900 pb). El exón 1 codifica los primeros 19 aminoácidos del péptido señal e incluye la región 5 'sin traducir. El exón 2 codifica 39 aminoácidos para la crotamina madura y tres aminoácidos del péptido señal. El exón 3 codifica la lisina terminal y los últimos tres aminoácidos de la toxina madura. La investigación sobre las secuencias de aminoácidos SBPM entre diferentes especies de Crotalus ha revelado un alto grado de similitud que oscila entre el 83% y el 98%. ^[2]

Se ha secuenciado el código de aminoácidos de las proteínas de la familia de miotoxinas de polipéptidos básicos pequeños, que incluye la crotamina. Se encontró que eran similares con un promedio de 83% de divergencia. Se comparó una secuencia de aminoácidos de crotamina con la del ADN clonado.de miotoxina a, (la miotoxina utilizada para modelar cómo funcionan los SBPM). En la comparación, las regiones codificantes del exón que incluían la miotoxina madura y el péptido señal eran 98% y 100% similares, respectivamente. Las regiones no traducidas para 5 'y 3' entre la muestra y la miotoxina a cDNA fueron 60% y 80%, respectivamente. Cuando se comparan las secuencias de aminoácidos de otras proteínas que no pertenecen a la familia SBPM que se encuentran en los venenos de serpientes, generalmente existe una gran divergencia. Al observar las proteínas SBPM, tienen una gran similitud entre diferentes subespecies del género Crotalus y entre diferentes individuos de la misma subespecie. Esto indica, según Radis-Batista et al. Estudio de 2003, que el gen de la crotamina y otros genes SBPM han evolucionado recientemente.

Referencias

1. Oguiura N, Boni-Mitake M, Rádis-Baptista G (septiembre de 2005). "Nueva vista sobre la crotamina, una pequeña miotoxina polipeptídica básica del veneno de la serpiente de cascabel de América del Sur". Toxicon . 46 (4): 363–70. doi : 10.1016 / j.toxicon.2005.06.009 . PMID  16115660 .
2. Samejima Y, Aoki Y, Mebs D (1991). "Secuencia de aminoácidos de una miotoxina del veneno de la serpiente de cascabel de diamante del este (Crotalus adamanteus)". Toxicon . 29 (4–5): 461–8. doi : 10.1016 / 0041-0101 (91) 90020-r . PMID 1862521 . 
3. Schenberg S (mayo de 1959). "Patrón geográfico de distribución de crotaminas en la misma subespecie de serpiente de cascabel". Ciencia . 129 (3359): 1361–3. doi : 10.1126 / science.129.3359.1361 . PMID 13658964 . 

Otras lecturas

• Goncalves JM, Deutsch HF (febrero de 1956). "Estudios de electroforesis ultracentrífuga y de zona de algunos venenos de crotálidos". Archivos de Bioquímica y Biofísica . 60 (2): 402-11. doi : 10.1016 / 0003-9861 (56) 90444-1 . PMID  13292919 .
• Giglio JR (noviembre de 1975). "Estudios analíticos sobre clorhidrato de crotamina". Bioquímica analítica . 69 (1): 207–21. doi : 10.1016 / 0003-2697 (75) 90581-3 . PMID  2030 .
• Laure CJ (febrero de 1975). "[La estructura primaria de la crotamina (traducción del autor)]". Zeitschrift für Physiologische Chemie de Hoppe-Seyler (en alemán). 356 (2): 213–5. PMID  1176086 .
• De Lucca FL, Imaizumi MT, Haddad A (abril de 1974). "Caracterización de los ácidos ribonucleicos de las glándulas venenosas de Crotalus durissus terrifucus (Ophidia, Reptilia) tras la extracción manual del veneno. Estudios de actividad de la plantilla y composición de la base" . La revista bioquímica . 139 (1): 151–6. doi : 10.1042 / bj1390151 . PMC  1166261 . PMID  4463939 .
• Ownby CL, Cameron D, Tu AT (octubre de 1976). "Aislamiento del componente miotóxico del veneno de la serpiente de cascabel (Crotalus viridis viridis). Análisis microscópico electrónico del daño muscular" . La Revista Estadounidense de Patología . 85 (1): 149–66. PMC  2032543 . PMID  970437 .
• Rádis-Baptista G, Oguiura N, Hayashi MA, Camargo ME, Grego KF, Oliveira EB, Yamane T (julio de 1999). "Secuencia de nucleótidos de precursores de isoformas de crotamina de una sola serpiente de cascabel de América del Sur (Crotalus durissus terrificus)". Toxicon . 37 (7): 973–84. doi : 10.1016 / s0041-0101 (98) 00226-8 . PMID  10484745 .
• Kerkis A, Kerkis I, Rádis-Baptista G, Oliveira EB, Vianna-Morgante AM, Pereira LV, Yamane T (septiembre de 2004). "La crotamina es una nueva proteína que penetra en las células del veneno de la serpiente de cascabel Crotalus durissus terrificus". Revista FASEB . 18 (12): 1407–9. doi : 10.1096 / fj.03-1459fje . PMID  15231729 . S2CID  20510076 .
• Rádis-Baptista G, Kubo T, Oguiura N, Prieto da Silva AR, Hayashi MA, Oliveira EB, Yamane T (junio de 2004). "Identificación de crotasina, un gen relacionado con la crotamina de Crotalus durissus terrificus". Toxicon . 43 (7): 751–9. doi : 10.1016 / j.toxicon.2004.02.023 . PMID  15284009 .
• Rádis-Baptista G, Kubo T, Oguiura N, Svartman M, Almeida TM, Batistic RF, et al. (Diciembre de 2003). "Estructura y localización cromosómica del gen de la crotamina, una toxina de la serpiente de cascabel de América del Sur, Crotalus durissus terrificus". Toxicon . 42 (7): 747–52. doi : 10.1016 / j.toxicon.2003.10.019 . PMID  14757205 .
• Nicastro G, Franzoni L, de Chiara C, Mancin AC, Giglio JR, Spisni A (mayo de 2003). "Estructura de la solución de crotamina, un canal de Na + que afecta a la toxina del veneno de Crotalus durissus terrificus" . Revista europea de bioquímica . 270 (9): 1969–79. doi : 10.1046 / j.1432-1033.2003.03563.x . PMID  12709056 . S2CID  20601072 .
• Mouhat S, Jouirou B, Mosbah A, De Waard M, Sabatier JM (marzo de 2004). "Diversidad de pliegues en toxinas animales que actúan sobre canales iónicos" . La revista bioquímica . 378 (Pt 3): 717–26. doi : 10.1042 / BJ20031860 . PMC  1224033 . PMID  14674883 .

enlaces externos

• Secuencia de nucleótidos y traducción para crotasina . Base de datos de Entrez. Centro Nacional de Información Biotecnológica.