黑寡婦蜘蛛的毒液中含有七種特定latrotoxin的雞尾酒,但只有一種(α-洛特毒素)靶向在內的脊椎動物,包括人類。化學家在穆斯特大學現在已經解密了在近原子分辨率下膜插入之前和之後α-洛氏毒素的結構。
在兩個不同的四聚體狀態下α-洛特毒素的冷凍EM結構。圖片來源:Klink等。,兩個:10.1038/s41467-024-52635-5。
latrotoxins是黑寡婦蜘蛛毒液的主要有毒成分(屬Latrodectus)。
該毒液包括脊椎動物特異性α-洛氏毒素,五種殺蟲毒素,稱為α,β,γ,δ和ε-洛特氏毒素,以及一種特異性的甲殼類動物。
“α-洛毒素會干擾神經系統中信號的傳播,”穆斯特大學研究員BjörnKlink及其同事說。
“只要α-洛毒素與突觸的特定受體結合(神經細胞之間的接觸或神經細胞與肌肉之間),鈣離子無法控制地流入信號細胞的突觸前膜中。”
“這引起了神經遞質的釋放,引發了強大的肌肉收縮和痙攣。”
“儘管這一過程顯然很簡單,但其背後仍然存在高度複雜的機制。”
為了更好地理解鈣湧入突觸前膜的機理,作者使用了高性能的低差異電子顯微鏡(Cryo-EM)和分子動力學(MD)計算機模擬。
他們表明,當α-洛洛尼毒素與受體結合時會發生顯著的轉化。
毒性分子的一部分形成莖,像注射器一樣穿透細胞膜。
作為一個特殊功能,此莖在膜上形成一個小孔,可作為鈣通道起作用。
MD模擬顯示,鈣離子可以通過位於孔正上方的側面的選擇柵極流入細胞。
“毒素以高度複雜的方式模仿了突觸前膜的鈣通道的功能,”穆斯特大學研究員Christos Gatsogiannis說。
“因此,它在各個方面都不同於所有以前已知的毒素。”
“新發現開闢了廣泛的潛在應用。”
“拉毒素具有相當大的生物技術潛力,包括改善解毒劑,癱瘓治療和新生物農藥的發展。”
這學習發表在期刊上自然通訊。
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bu klink等。 2024。α-洛洛氏毒素向陽離子選擇孔的結構基礎。常見的nat15,8551;二:10.1038/s41467-024-52635-5