Исследование нейротоксина черной вдовы
Пауки рода Latrodectus, известные как черные вдовы, используют для охоты яд — нейротоксины подкласса латротоксинов (LaTXs). Укус может быть смертельным для человека. Точная структура этого яда долгое время оставалась неизвестной.
Группа профессора Христоса Гацогианниса из Института медицинской физики и биофизики Мюнстерского университета в сотрудничестве с коллегами из Института Макса Планка в Дортмунде и Университета Джейкобса в Бремене впервые определила структуру латротоксина с помощью криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ). Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Механизм действия токсина
Латротоксины, в отличие от других порообразующих токсинов, связываются со специфическими рецепторами на поверхности нервных клеток. Это вызывает открытие кальциевых каналов, постоянный приток ионов кальция (Ca2+) в клетку и массивный выброс нейромедиаторов, что приводит к судорогам и параличу у насекомых — основной цели токсина в природе.
Метод исследования
Метод крио-ЭМ позволил получить трехмерное изображение белка с атомарным разрешением. Белковые комплексы замораживали в жидком этане при -196 °C за миллисекунды в тонкий слой аморфного льда. Тысячи изображений с разных ракурсов были использованы для реконструкции структуры.
Результаты и перспективы
- Структура LaTX уникальна и не похожа ни на один известный токсин.
- Полученные данные — фундамент для понимания молекулярного механизма всего семейства латротоксинов.
- Это открывает путь к возможным медицинским применениям, созданию эффективного антидота, а также разработке новых инсектицидов на основе насекомоспецифичных токсинов.
Дальнейшие исследования
Сейчас команда изучает структуру всех членов семейства латротоксинов, чтобы понять, как они точно распознают специфические рецепторы на поверхности клетки. Ключевой нерешенный вопрос — как токсин встраивается в клеточную мембрану.
Главным препятствием для работы в Мюнстере является отсутствие местной установки крио-ЭМ. Исследователи планируют внедрить этот инновационный метод в новом исследовательском корпусе университета — Центре мягкой нанонауки (SoN).