Ученые нашли в яде паука-птицееда пептиды, блокирующие калиевые каналы нейронов
Яд пауков традиционно является ценным источником множества химических соединений, с помощью которых ученые могут воздействовать на клетки нервной системы. Новая статья исследователей из Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН и МФТИ с коллегами стала очередной в серии, описав уникальные по структуре и фармакологическим свойствам муринотоксины из яда паука Pterinochilus murinus. Новый класс пептидных токсинов открывает перспективы создания молекулярных инструментов для нейробиологии, а также лекарств для лечения болезней мозга.
Нормальное функционирование клеток невозможно без слаженной работы специальных переносчиков, каналов и насосов, которые обеспечивают мембранный транспорт. Например, нарушения в процессах переноса ионов через клеточную мембрану вызывают многие болезни, включая патологии сердца, мышц и мозга. Для нормализации этих процессов ученые-фармакологи заняты поиском специальных веществ, меняющих состояние белков-переносчиков и ионных каналов.
Особенно хорошо с этой задачей справляются природные токсины. Они избирательно и эффективно меняют работу ионных каналов (например, блокируют их), поскольку отобраны для этого эволюцией. Действительно, за сотни миллионов лет живые существа «разработали» огромное число веществ, влияющих на многие биологические процессы, включая ионный транспорт. В природе эти яды помогают животным обездвижить и убить добычу, защитить себя или решать другие насущные задачи.
Однако в лаборатории токсины могут быть превращены в терапевтические вещества для дальнейшего использования в медицине. Особый интерес здесь представляют именно пептиды — небольшие белки. Сильная сторона пептидных лекарств — высокая эффективность и избирательность на фоне низкой токсичности. Уже сейчас в мире одобрены к применению несколько десятков лекарств пептидной природы, свыше ста лекарств-кандидатов проходят клинические и несколько сотен – доклинические испытания. Над проблемой поиска таких перспективных соединений продолжают работать исследователи из МФТИ, ГНЦ ИБХ РАН и других российских исследовательских центров. Они уже изучили и описали эффекты целого ряда природных компонентов, выделенных из самых разных ядовитых организмов. На сей раз ученые обратили внимание на пептиды яда паука-птицееда Pterinochilus murinus, известного также как «оранжевая кусачая штучка» за свою окраску и агрессивное поведение. Статья опубликована в журнале Cellular and Molecular Life Sciences.
Описанные в статье пептиды назвали муринотоксинами — в честь паука, в яде которого они были найдены. Интересной особенностью этих веществ стало то, что они работают не так, как ранее описанные токсины пауков, а по своему эффекту похожи на активные соединения из яда скорпионов. Помимо этого, муринотоксины имеют уникальную аминокислотную последовательность и пространственную структуру. Изучение механизма действия показало, что новые токсины блокируют работу определенной подгруппы калиевых каналов, физически нарушая прохождение ионов калия через эти мембранные белки.
«Ранее в лаборатории Нобелевского лауреата Родерика Маккиннона были охарактеризованы токсины пауков, воздействующие на потенциал-чувствительные домены некоторых калиевых каналов. Спустя 30 лет после этого открытия мы впервые обнаружили новый уникальный класс пептидов пауков, которые не только ингибируют калиевые каналы посредством альтернативного механизма, но и демонстрируют ранее не описанную пространственную организацию. Эти соединения являются поровыми блокаторами ключевых изоформ потенциал-чувствительных калиевых каналов центральной и периферической нервной системы, играющих важнейшую роль в нейропередаче и представляющих собой перспективные фармакологические мишени при таких состояниях, как эпилепсия», — прокомментировал Алексей Кузьменков, старший научный сотрудник лаборатории молекулярных инструментов для нейробиологии ГНЦ ИБХ РАН.
«Мы связываем уникальную фармакологию муринотоксинов с их необычной пространственной структурой. Полипептидная цепь формирует ранее не известный мотив, который мы назвали дисульфид-сцепленной шпилькой. Пептиды с подобным мотивом представляют собой миниатюрный молекулярный каркас для будущих биоинженерных приложений», – добавил Александр Василевский, доцент кафедры физико-химической биологии и биотехнологии МФТИ, заведующий лабораторией молекулярных инструментов для нейробиологии ГНЦ ИБХ РАН.
В работе кроме ученых из ГНЦ ИБХ РАН и МФТИ принимали участие их коллеги из Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины им. Н.Н. Лопухина Федерального медико-биологического агентства, Московского зоопарка, Лёвенского католического университета (Catholic University of Louvain) в Бельгии и Вуллонгонгского университета (University of Wollongong) в Австралии.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно