חוקרים מפענחים את המבנה של רעלן ספציפי לחוליות בארס עכביש האלמנה השחורה

הארס של עכבישי האלמנה השחורה מכיל קוקטייל של שבעה לטרוטוקסינים ספציפיים, אבל רק אחד - α-latrotoxin - מכוון לבעלי חוליות, כולל בני אדם. כימאים ב-אוניברסיטת מינסטרפיענחו כעת את המבנה של α-latrotoxin לפני ואחרי החדרת ממברנה ברזולוציה אטומית קרובה.

לטרוטוקסינים הם המרכיבים הרעילים העיקריים של הארס של עכבישי אלמנה שחורה (סוגגַנָב).

הארס כולל את α-latrotoxin הספציפי לחוליות, חמישה רעלנים קוטלי חרקים המכונים α, β, γ, δ ו-ε-latroinsectotoxins, וכן רעלן אחד ספציפי לסרטנים.

"α-Latrotoxin מפריע להעברת אותות במערכת העצבים", אמר חוקר אוניברסיטת מינסטר, Björn Klink ועמיתיו.

"ברגע ש-α-latrotoxin נקשר לקולטנים ספציפיים של הסינפסות - המגעים בין תאי עצב או בין תאי עצב לשרירים - יוני סידן זורמים ללא שליטה לתוך הממברנות הפרה-סינפטיות של תאי האיתות".

"זה גורם לשחרור של נוירוטרנסמיטורים, גורם להתכווצויות שרירים חזקות ועוויתות."

"למרות הפשטות לכאורה של תהליך זה, יש מאחוריו מנגנון מורכב ביותר."

על מנת להבין טוב יותר את המנגנון של זרימת סידן לתוך הממברנה הקדם-סינפטית, הכותבים השתמשו במיקרוסקופ קריו-אלקטרון בעל ביצועים גבוהים (cryo-EM) ובסימולציות ממוחשבות של דינמיקה מולקולרית (MD).

הם הראו כי α-latrotoxin עובר שינוי מדהים כאשר הוא נקשר לקולטן.

חלק מהמולקולה הרעילה יוצר גבעול החודר לממברנת התא כמו מזרק.

כמאפיין מיוחד, גבעול זה יוצר נקבובית קטנה בקרום המתפקדת כתעלת סידן.

הדמיות MD גילו שיוני סידן יכולים לזרום לתוך התא דרך שער סלקטיבי הממוקם בצד ישירות מעל הנקבובית.

"הרעלן מחקה את התפקוד של תעלות הסידן של הממברנה הפרה-סינפטית בצורה מורכבת ביותר", אמר חוקר אוניברסיטת מינסטר כריסטוס גאטסוגיאניס.

"לכן הוא שונה מכל הבחינות מכל הרעלים הידועים בעבר."

"הממצאים החדשים פותחים מגוון רחב של יישומים פוטנציאליים."

"לטרוטוקסינים יש פוטנציאל ביוטכנולוגי ניכר, כולל פיתוח תרופות נוגדות משופרות, טיפולים בשיתוק וחומרי הדברה חדשים".

הלִלמוֹדפורסם בכתב העתתקשורת טבע.

_____

BU קלינקet al. 2024. בסיס מבני של מעבר α-latrotoxin לנקבובית סלקטיבית לקטיונים.נאט קומון15, 8551; שניים: 10.1038/s41467-024-52635-5