พิษแมงป่อง
สารพิษแมงป่องเป็นโปรตีนที่พบในพิษของแมงป่องผลกระทบที่เป็นพิษอาจมีความเฉพาะเจาะจงต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือแมลง และออกฤทธิ์โดยการจับกับสมาชิกของกลุ่มช่องไอออนที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าในระดับความเฉพาะเจาะจงที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งช่องโซเดียม ที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า ช่องโพแทสเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า[ 3 ]และช่อง Transient Receptor Potential (TRP) [ 4 ] [ 5 ]ผลของการกระทำนี้คือการกระตุ้นหรือยับยั้งการทำงานของช่องเหล่านี้ในระบบประสาทและระบบหัวใจ ตัวอย่างเช่น สารพิษแมงป่อง α-scorpion MeuNaTxα-12 และ MeuNaTxα-13 จากMesobuthus eupeusเป็นสารพิษต่อระบบประสาทที่กำหนดเป้าหมายไปที่ช่อง Na+ ที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า (Na s) ยับยั้งการปิดใช้งานอย่างรวดเร็ว การทดสอบ ในร่างกาย ของ MeuNaTxα-12 และ MeuNaTxα-13 มีผลต่อ Na s ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและแมลง แสดงให้เห็นถึงความแรงที่แตกต่างกัน รีคอมบิแนนท์เหล่านี้ (MeuNaTxα-12 และ MeuNaTxα-13) แสดงความสัมพันธ์ที่เฉพาะเจาะจงกับช่อง Na+ ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและแมลงที่ไซต์ออกฤทธิ์ของสารพิษ α-like ไซต์ 3 เพื่อยับยั้งการลดขั้วของเยื่อหุ้มเซลล์ได้เร็วขึ้น[6] ความไวที่แตกต่างกันของ Na s ต่างๆ ต่อ MeuNaTxα-12 และ MeuNaTxα-13 อาจขึ้นอยู่กับการแทนที่กรดอะมิโนวาลีนที่อนุรักษ์ไว้ด้วยกรดอะมิโนฟีนิลอะลานีนที่ตำแหน่ง 1630 ของซับยูนิต LD4:S3-S4 หรือเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในกรดอะมิโนในซับยูนิต LD4:S5-S6 ของ Na s [ 6 ]ในที่สุด การกระทำเหล่านี้สามารถทำหน้าที่ป้องกันผู้ล่าโดยการทำให้เกิดความเจ็บปวด (เช่น ผ่านการกระตุ้นช่องโซเดียมหรือช่อง TRP ในเซลล์ประสาทรับความรู้สึก) [ 7 ]หรือเพื่อปราบผู้ล่า (เช่น ในกรณีของการยับยั้งช่องไอออนของหัวใจ) [ 8 ]
สารพิษในกลุ่มนี้ประกอบด้วยสารพิษจากแมงป่องที่มีสายโซ่สั้นและยาวที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้ยังประกอบด้วยกลุ่มสารยับยั้งโปรตีเอสจากพืชArabidopsis thalianaและBrassica spp.
สาร ยับยั้ง Brassica napus (เรพซีด) และSinapis alba (มัสตาร์ดขาว) [ 9 ] [ 10 ]ยับยั้งกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาของ bovine beta-trypsin และbovine alpha-chymotrypsinซึ่งอยู่ใน ตระกูล MEROPS peptidase S1 ( InterPro : IPR001254 ) [ 11 ]
ปัจจุบัน โปรตีนกลุ่มนี้ถูกนำไปใช้ในการผลิตยาฆ่าแมลง วัคซีน และโครงสร้างพื้นฐานทางวิศวกรรมโปรตีน
โครงสร้าง
โครงสร้างโควาเลนต์ที่สมบูรณ์ของสารพิษดังกล่าวหลายชนิดได้รับการอนุมานแล้ว: พวกมันประกอบด้วยกรดอะมิโนประมาณ 66 หน่วยที่สร้างแผ่นเบต้า แบบขนานสามสาย ซึ่งมีเกลียวอัล ฟา ประมาณสามรอบ อยู่ด้านบน สะพานไดซัลไฟด์ สี่แห่ง เชื่อมโยงโครงสร้างของสารพิษสายยาว ในขณะที่สารพิษสายสั้นมีเพียงสามแห่ง[ 12 ] [ 13 ] BmKAEPซึ่งเป็นเปปไทด์ต้านโรคลมชักที่แยกได้จากพิษของแมงป่องแมนจูเรีย [ 14 ] แสดงความคล้ายคลึงกับทั้งสารพิษต่อระบบประสาท ของแมงป่องและสารพิษต้านแมลง
การทำงาน
หน้าที่ระดับโมเลกุลของสารพิษคือการยับยั้งช่องไอออน สารพิษของช่อง Na+ สองประเภทสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม (อัลฟาและเบตา) ตามผลกระทบทางหน้าที่ สารพิษเบตา (β) จะเปลี่ยนการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าของการกระตุ้นไปที่ศักยภาพที่เป็นลบมากขึ้น ทำให้ช่องมีแนวโน้มที่จะเปิดที่ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งโดยปกติจะไม่เกิดการกระตุ้น สารพิษอัลฟา (α) ยับยั้งกลไกการปิดใช้งานอย่างรวดเร็ว ทำให้กระแส Na+ ผ่านช่องยาวนานขึ้น[ 15 ]สารพิษเหล่านี้ใช้ใน ยาฆ่าแมลงวัคซีนและโครงสร้างทางวิศวกรรมโปรตีนปัจจุบันสารพิษเหล่านี้ใช้ในการรักษาผู้ป่วยมะเร็งโดยการฉีดสารพิษแมงป่องเรืองแสงเข้าไปในเนื้อเยื่อมะเร็งเพื่อแสดงขอบเขตของเนื้องอก ยีนสารพิษแมงป่องยังใช้ในการฆ่าแมลงศัตรูพืชโดยการสร้างเชื้อราที่มีความรุนแรงสูงในแมลงผ่านการแทรกยีน
วงศ์ย่อย
- สารพิษต่อระบบประสาทInterPro : IPR001219
ลิงก์ภายนอก
- พิษสั้นของแมงป่องในPROSITE
- ข่าววิทยาศาสตร์: พิษแมงป่องบอกเล่าเรื่องราววิวัฒนาการ