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 Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Ни один регион на Земле не обладает стопроцентной устойчивостью ко всем возможным глобальным катастрофическим рискам. Тем не менее существует место, имеющее максимальный запас прочности в такой ситуации, — и это Австралия.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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