Conotoxina

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura
Precursor da alfa-conotoxina
Alpha-Conotoxin from Conus pennaceus 1AKG.png
α-Conotoxina PnIB de Conus pennaceus, coas pontes disulfro en amarelo. Da Orientations of Proteins in Membranes database da Universidade de Michigan, PDB 1AKG.
Identificadores
Símbolo Toxin_8
Pfam PF07365
InterPro IPR009958
PROSITE PDOC60004
SCOP 1mii
SUPERFAMILY 1mii
OPM superfamily 157
OPM protein 1akg
Omega-conotoxina
Ziconotide 1DW5.png
Diagrama esquemático da estrutura tridimensional da ω-conotoxina MVIIA (ziconotide). Pontes disulfuro dourados. PDB 1DW5.
Identificadores
Símbolo Conotoxin
Pfam PF02950
InterPro IPR004214
SCOP 2cco
SUPERFAMILY 2cco
OPM superfamily 120
OPM protein 1fyg
Conus textile.

As conotoxinas son un tipo de péptidos neurotóxicos illados do veleno do gasterópodo mariño do xénero Conus (cono).

As conotoxinas son péptidos que constan de 10 a 30 residuos de aminoácidos, que se caracterizan or ter unha ou máis pontes disulfuro. As conotoxinas teñen unha variedade de mecanismos de acción, algúns dos cales non foron aínda determinados. Porén, parece que moitos destes péptidos modulan a actividade dos canais iónicos.[1] Nas últimas décadas as conotoxinas foron o obxecto de gran interese farmacolóxico.[2]

Hipervariabilidade[editar | editar a fonte]

As conotoxinas son hipervariables mesmo dentro dentro da mesma especie. Os xenes que a codifican actúan endoxenamente,[3] e así están menos conservados e teñen máis probabilidades de experimentar eventos de duplicación xénica e mutacións non sinónimas, que fan que desenvolvan novas funcións.[4] Estes xenes sofren unha menor selección contra mutacións, e, por tanto, as mutacións permanecen no xenoma durante máis tempo, o que dá máis tempo para que xurdan novas funcións potencialmente beneficiosas.[5] A variabilidade nos compoñentes das conotoxinas reduce a probabilidade de que as presas destes caracois mariños desenvolvan resistencia; deste xeito os Conus están baixo unha constante presión selectiva para manter o polimorfismo nestes xenes (ver hipótese da Raíña Vermella).[6]

Conexións dos disulfuros[editar | editar a fonte]

Os distintos tipos de conotoxinas tamén se diferencian no número e patrón de pontes disulfuro.[7] A rede de pontes disulfuro, xunto cos aminoácidos especificos que se encontran nos bucles entre as cisteínas, proporcionan a especificidade das conotoxinas.[8]

Tipos e actividades biolóxicas[editar | editar a fonte]

Ata agora determináronse as actividades de cinco conotoxinas, que se denominan: α(alfa)-, δ(delta)-, κ(kappa)-, μ(mu)-, e ω(omega)-conotoxinas. Cada un dos cinco tipos de conotoxinas atacan unha diana diferente:

  • A α-conotoxina inhibe os receptores de acetilcolina nicotínicos en nervios e músculos.[9]
  • A δ-conotoxina inhibe a inactivación de canais de sodio regulados por voltaxe.[10]
  • A κ-conotoxina inhibe os canais de potasio.[11]
  • A μ-conotoxina inhibe os canais de sodio regulados por voltaxe nos músculos.[12]
  • A ω-conotoxina inhibe os canais de calcio regulados por voltaxe de tipo N.[13] Como os canais de calcio regulados por voltaxe de tipo N están relacionados coa alxesia (sensibilidadade á dor) no sistema nervioso, a ω-conotoxina ten un efecto analxésico: o efecto da ω-conotoxina M VII A é de 100 a 1000 veces maior que o da morfina.[14] Por tanto, unha versión sintética da ω-conotoxina M VII A ten aplicacións como un fármaco analxésico chamado ziconotide (Prialt).[15]

Alfa[editar | editar a fonte]

As alfa-conotoxinas teñen dous tipos de disposicións das cisteínas,[16] e son antagonistas dos receptores de acetilcolina nicotínicos.

Delta, kappa e omega[editar | editar a fonte]

As familias omega, delta e kappa de conotoxinas teñen un armazón de knottina ou de nó de cistina inhibidor. O armazón knottina é un nó moi especial disulfuro-a través-disulfuro, no cal as pontes disulfuro III-VI cruzan o macrociclo formado por outras dúas pontes disulfuro (I-IV e II-V) e os segmentos da cadea proteica que os interconectan, onde I-VI indican os seis residuos de cisteína que empezan polo N-terminal. As disposicióins das cisteínas son as mesmas nas familias omega, delta e kappa, a pesar de que as omega-conotoxinas son bloqueadoras dos canais de calcio, mentres que as delta-conotoxinas atrasan a activación dos canais de sodio, e as conotoxinas kappa son bloqueadoras dos canais de potasio.[7]

Mu[editar | editar a fonte]

Mu-conotoxina
PDB 1r9i EBI.jpg
Estrutura en solución RMN da toxina piiia, 20 estrcturas
Identificadores
Símbolo Mu-conotoxin
Pfam PF05374
Pfam clan CL0083
InterPro IPR008036
SCOP 1gib
SUPERFAMILY 1gib
OPM superfamily 120
OPM protein 1ag7

As mu-conotoxinas teñen dous tipos de disposicións das sisteínas, pero non presentan o armazón knottina.[17] As mu-conotoxinas teñen como diana os canais de sodio regulados por voltaxe específicos de músculo esquelético,[7] e son sondas útiles para investigar os canais de sodio regulados por voltaxe de tecidos excitables.[17][18][19][20]

Os diferentes subtipos de canais de sodio regulados por voltaxe encóntranse en diferentes tecidos de mamiferos, por exemplo no músculo e cerebro, e leváronse a cabo estudos para determinar a sensibilidade e especificidade das mu-conotoxinas ás diferentes isoformas.[21]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Terlau H, Olivera BM (2004). "Conus venoms: a rich source of novel ion channel-targeted peptides". Physiol. Rev. 84 (1): 41–68. PMID 14715910. doi:10.1152/physrev.00020.2003. 
  2. Olivera BM, Teichert RW (2007). "Diversity of the neurotoxic Conus peptides: a model for concerted pharmacological discovery.". Mol Interv 7 (5): 251–60. PMID 17932414. doi:10.1124/mi.7.5.7. 
  3. Biggs JS, Watkins M, Puillandre N, Ownby JP, Lopez-Vera E, Christensen S, Moreno KJ, Bernaldez J, Licea-Navarro A, Corneli PS, Olivera BM (July 2010). "Evolution of Conus peptide toxins: analysis of Conus californicus Reeve, 1844". Mol. Phylogenet. Evol. 56 (1): 1–12. PMC 3488448. PMID 20363338. doi:10.1016/j.ympev.2010.03.029. 
  4. Olivera BM, Watkins M, Bandyopadhyay P, Imperial JS, de la Cotera EP, Aguilar MB, Vera EL, Concepcion GP, Lluisma A (September 2012). "Adaptive radiation of venomous marine snail lineages and the accelerated evolution of venom peptide genes". Ann. N. Y. Acad. Sci. 1267 (1): 61–70. PMC 3488454. PMID 22954218. doi:10.1111/j.1749-6632.2012.06603.x. 
  5. Wong ES, Belov K (March 2012). "Venom evolution through gene duplications". Gene 496 (1): 1–7. PMID 22285376. doi:10.1016/j.gene.2012.01.009. 
  6. Liow LH, Van Valen L, Stenseth NC (July 2011). "Red Queen: from populations to taxa and communities". Trends Ecol. Evol. (Amst.) 26 (7): 349–58. PMID 21511358. doi:10.1016/j.tree.2011.03.016. 
  7. 7,07,17,2 Jones RM, McIntosh JM (2001). "Cone venom--from accidental stings to deliberate injection". Toxicon 39 (10): 1447–1451. PMID 11478951. doi:10.1016/S0041-0101(01)00145-3. 
  8. Sato K, Kini RM, Gopalakrishnakone P, Balaji RA, Ohtake A, Seow KT, Bay BH (2000). "lambda-conotoxins, a new family of conotoxins with unique disulfide pattern and protein folding. Isolation and characterization from the venom of Conus marmoreus". J. Biol. Chem. 275 (50): 39516–39522. PMID 10988292. doi:10.1074/jbc.M006354200. 
  9. Nicke A, Wonnacott S, Lewis RJ (2004). "Alpha-conotoxins as tools for the elucidation of structure and function of neuronal nicotinic acetylcholine receptor subtypes". Eur. J. Biochem. 271 (12): 2305–2319. PMID 15182346. doi:10.1111/j.1432-1033.2004.04145.x. 
  10. Leipold E, Hansel A, Olivera BM, Terlau H, Heinemann SH (2005). "Molecular interaction of delta-conotoxins with voltage-gated sodium channels". FEBS Lett. 579 (18): 3881–3884. PMID 15990094. doi:10.1016/j.febslet.2005.05.077. 
  11. Shon KJ, Stocker M, Terlau H, Stühmer W, Jacobsen R, Walker C, Grilley M, Watkins M, Hillyard DR, Gray WR, Olivera BM (1998). "kappa-Conotoxin PVIIA is a peptide inhibiting the shaker K+ channel". J. Biol. Chem. 273 (1): 33–38. PMID 9417043. doi:10.1074/jbc.273.1.33. 
  12. Li RA, Tomaselli GF (2004). "Using the deadly mu-conotoxins as probes of voltage-gated sodium channels". Toxicon 44 (2): 117–122. PMC 2698010. PMID 15246758. doi:10.1016/j.toxicon.2004.03.028. 
  13. Nielsen KJ, Schroeder T, Lewis R (2000). "Structure-activity relationships of omega-conotoxins at N-type voltage-sensitive calcium channels" (abstract). J. Mol. Recognit. 13 (2): 55–70. PMID 10822250. doi:10.1002/(SICI)1099-1352(200003/04)13:2<55::AID-JMR488>3.0.CO;2-O. 
  14. Bowersox SS, Luther R, ed. (1998). "Pharmacotherapeutic potential of omega-conotoxin MVIIA (SNX-111), an N-type neuronal calcium channel blocker found in the venom of Conus magus". Toxicon 36 (11): 1651–1658. PMID 9792182. doi:10.1016/S0041-0101(98)00158-5. 
  15. Prommer E (2006). "Ziconotide: a new option for refractory pain". Drugs Today 42 (6): 369–78. PMID 16845440. doi:10.1358/dot.2006.42.6.973534. 
  16. Gray WR, Olivera BM, Zafaralla GC, Ramilo CA, Yoshikami D, Nadasdi L, Hammerland LG, Kristipati R, Ramachandran J, Miljanich G (1992). "Novel alpha- and omega-conotoxins from Conus striatus venom". Biochemistry 31 (41): 11864–11873. PMID 1390774. doi:10.1021/bi00162a027. 
  17. 17,017,1 Nielsen KJ, Watson M, Adams DJ, Hammarström AK, Gage PW, Hill JM, Craik DJ, Thomas L, Adams D, Alewood PF, Lewis RJ (July 2002). "Solution structure of mu-conotoxin PIIIA, a preferential inhibitor of persistent tetrodotoxin-sensitive sodium channels". J. Biol. Chem. 277 (30): 27247–55. PMID 12006587. doi:10.1074/jbc.M201611200. 
  18. Zeikus RD, Gray WR, Cruz LJ, Olivera BM, Kerr L, Moczydlowski E, Yoshikami D (1985). "Conus geographus toxins that discriminate between neuronal and muscle sodium channels". J. Biol. Chem. 260 (16): 9280–8. PMID 2410412. 
  19. McIntosh JM, Jones RM (October 2001). "Cone venom--from accidental stings to deliberate injection". Toxicon 39 (10): 1447–51. PMID 11478951. doi:10.1016/S0041-0101(01)00145-3. 
  20. Cruz LJ, Gray WR, Olivera BM, Zeikus RD, Kerr L, Yoshikami D, Moczydlowski E (August 1985). "Conus geographus toxins that discriminate between neuronal and muscle sodium channels". J. Biol. Chem. 260 (16): 9280–8. PMID 2410412. 
  21. Floresca CZ (2003). "A comparison of the mu-conotoxins by [3H]saxitoxin binding assays in neuronal and skeletal muscle sodium channel.". Toxicol Appl Pharmacol 190 (2): 95–101. PMID 12878039. doi:10.1016/s0041-008x(03)00153-4. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

  • Conantoquinas
  • Contrifán

Ligazóns eternas[editar | editar a fonte]

  • Conotoxins Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
  • Vídeo de Baldomero "Toto" Olivera:. "Conus Peptides". 
  • Kaas Q, Westermann JC, Halai R, Wang CK, Craik DJ. "ConoServer". Institute of Molecular Bioscience, The University of Queensland, Australia. Consultado o 2015-08-21. A database for conopeptide sequences and structures 
Traído desde "https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Conotoxina&oldid=5111787"