พิษของแมงมุมแม่ม่ายดำประกอบด้วยลาโทรทอกซินจำเพาะถึง 7 ชนิด แต่มีแอลฟา-ลาโทรทอกซินเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่มุ่งเป้าไปที่สัตว์มีกระดูกสันหลังรวมถึงมนุษย์ด้วย นักเคมีที่มหาวิทยาลัยมุนสเตอร์ขณะนี้ได้ถอดรหัสโครงสร้างของ α-latrotoxic ก่อนและหลังการใส่เมมเบรนที่ความละเอียดใกล้เคียงอะตอม
โครงสร้าง Cryo-EM ของα-latrotoxic ในสถานะ tetrameric สองสถานะที่แตกต่างกัน เครดิตภาพ: Klinkและคณะ., สอง: 10.1038/s41467-024-52635-5.
ลาโทรทอกซินเป็นส่วนประกอบที่เป็นพิษหลักของพิษของแมงมุมแม่ม่ายดำ (สกุลขโมย-
พิษดังกล่าวรวมถึง α-latrotoxic ที่จำเพาะต่อสัตว์มีกระดูกสันหลัง ซึ่งเป็นสารพิษฆ่าแมลง 5 ชนิดที่เรียกว่า α, β, γ, δ และ ε-latroinsectotoxics รวมถึงสารพิษหนึ่งชนิดที่จำเพาะต่อสัตว์จำพวกครัสเตเชียน
“α-Latrotoxic รบกวนการส่งสัญญาณในระบบประสาท” บียอร์น คลิงค์ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมุนสเตอร์และเพื่อนร่วมงานกล่าว
“ทันทีที่ α-latrotoxic จับกับตัวรับเฉพาะของไซแนปส์ - การสัมผัสระหว่างเซลล์ประสาทหรือระหว่างเซลล์ประสาทและกล้ามเนื้อ - แคลเซียมไอออนจะไหลอย่างควบคุมไม่ได้ไปยังเยื่อหุ้มพรีไซแนปติกของเซลล์ส่งสัญญาณ”
“สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดการปล่อยสารสื่อประสาท กระตุ้นให้กล้ามเนื้อหดตัวและกระตุกอย่างรุนแรง”
“แม้จะมีความเรียบง่ายที่เห็นได้ชัดของกระบวนการนี้ แต่ก็มีกลไกที่ซับซ้อนมากอยู่เบื้องหลัง”
เพื่อให้เข้าใจถึงกลไกของการไหลเข้าของแคลเซียมในเยื่อหุ้มเซลล์ presynaptic ผู้เขียนได้ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบไครโออิเล็กตรอนประสิทธิภาพสูง (cryo-EM) และการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์โมเลกุลไดนามิก (MD)
พวกเขาแสดงให้เห็นว่า α-latrotoxic ผ่านการเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่งเมื่อมันจับกับตัวรับ
ส่วนหนึ่งของโมเลกุลที่เป็นพิษก่อให้เกิดก้านที่แทรกซึมเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์เหมือนหลอดฉีดยา
ลักษณะพิเศษคือก้านนี้สร้างรูพรุนเล็กๆ ในเมมเบรนซึ่งทำหน้าที่เป็นช่องแคลเซียม
การจำลอง MD เผยให้เห็นว่าแคลเซียมไอออนสามารถไหลเข้าสู่เซลล์ผ่านประตูที่เลือกซึ่งอยู่ด้านข้างเหนือรูพรุนโดยตรง
“สารพิษนี้เลียนแบบการทำงานของช่องแคลเซียมของเยื่อพรีไซแนปติกด้วยวิธีที่ซับซ้อนมาก” Christos Gatsogiannis นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมุนสเตอร์กล่าว
“ดังนั้นจึงแตกต่างไปจากสารพิษที่เคยรู้จักมาทุกประการ”
“การค้นพบใหม่นี้เปิดโอกาสการใช้งานที่หลากหลาย”
“Latrotoxics มีศักยภาพทางเทคโนโลยีชีวภาพอย่างมาก รวมถึงการพัฒนายาแก้พิษที่ได้รับการปรับปรุง การรักษาอัมพาต และยาฆ่าแมลงชนิดใหม่”
ที่ศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารการสื่อสารธรรมชาติ-
-
BU คลิกและคณะ- 2024. พื้นฐานโครงสร้างของการเปลี่ยนผ่านของ α-latrotoxic ไปเป็นรูพรุนแบบคัดเลือกไอออนบวกแนท คอมมอน15, 8551; สอง: 10.1038/s41467-024-52635-5
