Яд Черной Вдовы образует игольчатую форму, чтобы проникнуть в клетку
Паук «Черная вдова» (Latrodectus mactans) хорошо известен своим характерным красным пятном в виде песочных часов и ядовитым укусом. Яд черной вдовы — это нейротоксин, основным компонентом которого являются латротоксины.
Хотя укус черной вдовы смертелен для насекомых, он редко бывает смертельным для здоровых взрослых людей. Его яд представляет собой смесь семи латротоксинов (LTX), среди которых только α-латротоксин нацелен на позвоночных.
Известно, что α-латротоксин нарушает передачу сигнала в нервной системе. Связываясь с нервными рецепторами, α-латротоксин вызывает неконтролируемый поток ионов кальция, высвобождая нейротрансмиттеры. Это вызывает сильные мышечные сокращения и спазмы.
Хотя процесс кажется довольно простым, существует сложная цепочка механизмов. Ученые из Университета Мюнстера считают, что изучение механизма LTX имеет важное медицинское значение, потенциально приводя к разработке биотехнологических приложений и биопестицидов.
Таким образом, ученые расшифровали структуру α-латротоксина и наблюдали ее с атомным разрешением, используя высокопроизводительную криоэлектронную микроскопию (крио-ЭМ) и компьютерное моделирование молекулярной динамики.
Ученые выяснили, что часть токсина претерпевает специфическую трансформацию и проникает в домен клеточной мембраны подобно игле. Это проникновение образует крошечное отверстие в клеточной мембране, которое позволяет ионам кальция проникать в клетку.
Исследование объясняет действие α-латротоксина, который явно ведет себя иначе, чем известные токсины.
«Токсин имитирует функцию кальциевых каналов пресинаптической мембраны весьма сложным образом. Поэтому он во всех отношениях отличается от всех ранее известных токсинов», — объясняет Христос Гацогианнис, автор исследования.
Новые результаты дают механистическое понимание процесса интеграции α-LTX, открывая широкий спектр потенциальных применений. Исследователи заявили, что латротоксины имеют значительный биотехнологический потенциал, включая разработку антидотов, методов лечения паралича и новых биопестицидов.
Исследование было опубликовано в журнале Nature.