Článek
Latrotoxiny tohoto pavouka mají značný biotechnologický potenciál. Daly by se použít nejen pro vývoj vylepšených protijedů, ale také k léčbě paralýzy.
Jen jeden je jedovatý i pro člověka
Snovačka, neboli černá vdova, je jedním z nejobávanějších druhů jedovatých pavouků. Její jed je koktejlem sedmi různých toxinů, které napadají nervový systém. Tyto takzvané latrotoxiny specificky paralyzují hmyz a korýše, ale jeden z nich, α-latrotoxin, se zaměřuje na obratlovce a je jedovatý i pro člověka.
Přenos signálů v nervovém systému narušuje α-latrotoxin. Jakmile se naváže na specifické receptory synapsí (specializovaný funkční kontakt mezi membránami dvou buněk, z nichž alespoň jedna je neuron), kontakty mezi nervovými buňkami, nebo mezi nervovými buňkami a svaly, ionty vápníku začnou nekontrolovaně proudit do presynaptických membrán signálních buněk. To indukuje uvolňování neurotransmiterů a spouští silné svalové kontrakce a křeče.
Vědci z univerzity v Münsteru (Německo) nyní rozluštili strukturu α-latrotoxinu před a po vložení membrány v téměř atomovém rozlišení.
Metoda kryo-elektronové mikroskopie
Aby odborníci z Centra pro měkké nanovědy z univerzity v Münsteru, vedené prof. Christosem Gatsogiannisem z Ústavu lékařské fyziky a biofyziky a prof. Andreasem Heuerem z Ústav fyzikální chemie lépe porozuměli mechanismu přílivu vápníku do presynaptické membrány, použili vysoce výkonnou kryo-elektronovou mikroskopii (kryo-EM) a počítačové simulace molekulární dynamiky (MD).
Ukázali, že když se toxin naváže na receptor, prochází pozoruhodnou transformací. Část toxické molekuly tvoří stopku, která proniká buněčnou membránou jako injekční stříkačka. Zvláštností je, že tato stopka vytváří v membráně malý pór, který funguje jako vápníkový kanál. MD simulace odhalily, že ionty vápníku mohou proudit do buňky přes selektivní bránu umístěnou na straně přímo nad pórem.
Prof Christos Gatsogiannis (vlevo) a Prof Andreas Heuer.
Když se α-latrotoxin naváže na receptor presynaptické membrány signální buňky, dojde k jeho transformaci: část molekuly vytvoří stopku, která pronikne buněčnou membránou („membránová inzerce“, vpravo). Zvláštností je, že tato stopka vytváří v membráně malý pór, který funguje jako vápníkový kanál. MD simulace odhalily, že ionty vápníku (ionty Ca2+) vstupují do buňky boční selektivní bránou přímo nad pórem.
Rozšíření černé vdovy, resp. blízce příbuzných druhů rodu Latrodectus, napříč kontinenty.
Díky těmto výsledkům nyní vědci lépe chápou, jak α-latrotoxin funguje.
Toxin napodobuje funkci vápníkových kanálů presynaptické membrány vysoce komplexním způsobem, proto se v každém ohledu liší od všech dříve známých toxinů,
