Conotoxin
En este artículo falta información sobre la clasificación genética y arquitectónica (ConoServer y PMC4278219). ( Abril de 2019 ) |
| Precursor de la alfa conotoxina | |||||||||
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 α-Conotoxina PnIB de C. pennaceus , enlaces disulfuro mostrados en amarillo. De la base de datos Orientaciones de proteínas en membranas de la Universidad de Michigan , PDB : 1AKG . | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| Símbolo | Toxina_8 | ||||||||
| Pfam | PF07365 | ||||||||
| Interprofesional | IPR009958 | ||||||||
| PROSITIO | PDOC60004 | ||||||||
| SCOP2 | 1mii / ALCANCE / SUPFAM | ||||||||
| Superfamilia OPM | 148 | ||||||||
| Proteína OPM | 1 kg | ||||||||
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| Conotoxina omega | |||||||||
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 Diagrama esquemático de la estructura tridimensional de la ω-conotoxina MVIIA ( ziconotida ). Los enlaces disulfuro se muestran en oro. De PDB : 1DW5 . | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| Símbolo | Conotoxin | ||||||||
| Pfam | PF02950 | ||||||||
| Interprofesional | IPR004214 | ||||||||
| SCOP2 | 2cco / ALCANCE / SUPFAM | ||||||||
| Superfamilia OPM | 112 | ||||||||
| Proteína OPM | 1fyg | ||||||||
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Una conotoxina es uno de un grupo de péptidos neurotóxicos aislados del veneno del caracol cono marino , género Conus .
Las conotoxinas, que son péptidos que constan de entre 10 y 30 residuos de aminoácidos , suelen tener uno o más enlaces disulfuro . Las conotoxinas tienen diversos mecanismos de acción, la mayoría de los cuales no se han determinado. Sin embargo, parece que muchos de estos péptidos modulan la actividad de los canales iónicos . [1] Durante las últimas décadas, las conotoxinas han sido objeto de interés farmacológico. [2]
La LD 50 de la conotoxina varía entre 5 y 25 μg/kg. [3] [4] [5]
Hipervariabilidad
Las conotoxinas son hipervariables incluso dentro de la misma especie. No actúan dentro de un cuerpo donde se producen ( endógenamente ), sino que actúan sobre otros organismos. [6] Por lo tanto, los genes de conotoxina experimentan menos selección contra mutaciones (como la duplicación génica y la sustitución no sinónima ), y las mutaciones permanecen en el genoma durante más tiempo, lo que permite más tiempo para que surjan nuevas funciones potencialmente beneficiosas. [7] La variabilidad en los componentes de la conotoxina reduce la probabilidad de que los organismos presa desarrollen resistencia; por lo tanto, los caracoles cono están bajo una presión selectiva constante para mantener el polimorfismo en estos genes porque no evolucionar y adaptarse conducirá a la extinción ( hipótesis de la Reina Roja ). [8]
Conectividades de disulfuro
Los tipos de conotoxinas también difieren en el número y patrón de enlaces disulfuro. [9] La red de enlaces disulfuro, así como los aminoácidos específicos en los bucles entre cisteínas, proporcionan la especificidad de las conotoxinas. [10]
Tipos y actividades biológicas
A partir de 2005 se han identificado cinco conotoxinas biológicamente activas. Cada una de ellas ataca a un objetivo diferente:
- La α-conotoxina inhibe los receptores nicotínicos de acetilcolina en los nervios y los músculos . [11]
- La δ-conotoxina inhibe la inactivación rápida de los canales de sodio dependientes del voltaje . [12]
- La κ-conotoxina inhibe los canales de potasio . [13]
- La μ-conotoxina inhibe los canales de sodio dependientes de voltaje en los músculos. [14]
- La ω-conotoxina inhibe los canales de calcio dependientes de voltaje de tipo N. [ 15 ] Debido a que los canales de calcio dependientes de voltaje de tipo N están relacionados con la analgesia (sensibilidad al dolor ) en el sistema nervioso, la ω-conotoxina tiene un efecto analgésico : el efecto de la ω-conotoxina M VII A es de 100 a 1000 veces mayor que el de la morfina . [16] Por lo tanto, una versión sintética de la ω-conotoxina M VII A ha encontrado aplicación como fármaco analgésico ziconotida (Prialt). [17]
Alfa
Las alfa conotoxinas tienen dos tipos de disposiciones de cisteína, [18] y son antagonistas competitivos del receptor nicotínico de acetilcolina.
Delta, kappa y omega
Las familias de conotoxinas omega, delta y kappa tienen un andamiaje de nudos de cistina inhibidores o knottin . El andamiaje de knottin es un nudo disulfuro a disulfuro muy especial, en el que el enlace disulfuro III-VI cruza el macrociclo formado por otros dos enlaces disulfuro (I-IV y II-V) y los segmentos de la cadena principal que los interconectan, donde I-VI indica los seis residuos de cisteína que comienzan desde el extremo N. Las disposiciones de cisteína son las mismas para las familias omega, delta y kappa, aunque las conotoxinas omega son bloqueantes de los canales de calcio, mientras que las conotoxinas delta retrasan la inactivación de los canales de sodio y las conotoxinas kappa son bloqueantes de los canales de potasio. [9]
Mi
| Mu-conotoxin | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Estructura de la solución de RMN de la toxina Piiia, RMN, 20 estructuras | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| Símbolo | Mu-conotoxin | ||||||||
| Pfam | PF05374 | ||||||||
| Clan Pfam | CL0083 | ||||||||
| Interprofesional | IPR008036 | ||||||||
| SCOP2 | 1 gib / ALCANCE / SUPFAM | ||||||||
| Superfamilia OPM | 112 | ||||||||
| Proteína OPM | 1ag7 | ||||||||
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Las mu-conotoxinas tienen dos tipos de disposiciones de cisteína, pero no se observa el andamiaje de knottin . [19] Las mu-conotoxinas se dirigen a los canales de sodio dependientes de voltaje específicos del músculo, [9] y son sondas útiles para investigar los canales de sodio dependientes de voltaje de los tejidos excitables. [19] [20] Las mu-conotoxinas se dirigen a los canales de sodio dependientes de voltaje , preferentemente los del músculo esquelético , [21] y son sondas útiles para investigar los canales de sodio dependientes de voltaje de los tejidos excitables . [22]
Se encuentran diferentes subtipos de canales de sodio dependientes de voltaje en diferentes tejidos de los mamíferos, por ejemplo, en el músculo y el cerebro, y se han realizado estudios para determinar la sensibilidad y especificidad de las mu-conotoxinas para las diferentes isoformas. [23]
Véase también
- Conolidina
- Contryphan , miembros de "conotoxina O2"
- Conantoquinas , también conocidas como “conotoxina B”
Referencias
- ^ Terlau H, Olivera BM (2004). "Venenos de cono: una rica fuente de nuevos péptidos dirigidos a canales iónicos". Physiol. Rev. 84 ( 1): 41–68. doi :10.1152/physrev.00020.2003. PMID 14715910.
- ^ Olivera BM, Teichert RW (2007). "Diversidad de los péptidos neurotóxicos de Conus: un modelo para el descubrimiento farmacológico concertado". Intervenciones moleculares . 7 (5): 251–60. doi :10.1124/mi.7.5.7. PMID 17932414.
- ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 29 de agosto de 2017 . Consultado el 31 de marzo de 2017 .
{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ) - ^ "Hoja de referencia de agente biológico: conotoxina" (PDF) . Universidad Emory.
- ^ Baker, AL "Lista de toxinas LD50". PhycoKey .
- ^ Olivera BM, Watkins M, Bandyopadhyay P, Imperial JS, de la Cotera EP, Aguilar MB, Vera EL, Concepcion GP, Lluisma A (septiembre de 2012). "Radiación adaptativa de linajes de caracoles marinos venenosos y la evolución acelerada de genes de péptidos de veneno". Ann. NY Acad. Sci . 1267 (1): 61–70. Bibcode :2012NYASA1267...61O. doi :10.1111/j.1749-6632.2012.06603.x. PMC 3488454 . PMID 22954218.
- ^ Wong ES, Belov K (marzo de 2012). "Evolución del veneno a través de duplicaciones genéticas". Gene . 496 (1): 1–7. doi :10.1016/j.gene.2012.01.009. PMID 22285376.
- ^ Liow LH, Van Valen L, Stenseth NC (julio de 2011). "Reina Roja: de poblaciones a taxones y comunidades". Trends Ecol. Evol . 26 (7): 349–58. doi :10.1016/j.tree.2011.03.016. PMID 21511358.
- ^ abc Jones RM, McIntosh JM (2001). "Veneno de cono: desde picaduras accidentales hasta inyección deliberada". Toxicon . 39 (10): 1447–1451. doi :10.1016/S0041-0101(01)00145-3. PMID 11478951.
- ^ Sato K, Kini RM, Gopalakrishnakone P, Balaji RA, Ohtake A, Seow KT, Bay BH (2000). "Lambda-conotoxinas, una nueva familia de conotoxinas con un patrón de disulfuro y plegamiento de proteínas único. Aislamiento y caracterización del veneno de Conus marmoreus". J. Biol. Chem . 275 (50): 39516–39522. doi : 10.1074/jbc.M006354200 . PMID: 10988292.
- ^ Nicke A, Wonnacott S, Lewis RJ (2004). "Alfa-conotoxinas como herramientas para la elucidación de la estructura y función de los subtipos neuronales del receptor nicotínico de acetilcolina". Eur. J. Biochem . 271 (12): 2305–2319. doi : 10.1111/j.1432-1033.2004.04145.x . PMID 15182346.
- ^ Leipold E, Hansel A, Olivera BM, Terlau H, Heinemann SH (2005). "Interacción molecular de delta-conotoxinas con canales de sodio dependientes de voltaje". FEBS Lett . 579 (18): 3881–3884. doi : 10.1016/j.febslet.2005.05.077 . PMID 15990094.
- ^ Shon KJ, Stocker M, Terlau H, Stühmer W, Jacobsen R, Walker C, Grilley M, Watkins M, Hillyard DR, Gray WR, Olivera BM (1998). "La kappa-conotoxina PVIIA es un péptido que inhibe el canal de K+ shaker". J. Biol. Chem . 273 (1): 33–38. doi : 10.1074/jbc.273.1.33 . PMID 9417043.
- ^ Li RA, Tomaselli GF (2004). "Uso de las letales mu-conotoxinas como sondas de canales de sodio dependientes del voltaje". Toxicon . 44 (2): 117–122. doi :10.1016/j.toxicon.2004.03.028. PMC 2698010 . PMID 15246758.
- ^ Nielsen KJ, Schroeder T, Lewis R (2000). "Relaciones estructura-actividad de las omega-conotoxinas en canales de calcio sensibles al voltaje de tipo N". J. Mol. Recognit . 13 (2): 55–70. doi :10.1002/(SICI)1099-1352(200003/04)13:2<55::AID-JMR488>3.0.CO;2-O. PMID 10822250. Archivado desde el original (resumen) el 13 de agosto de 2011.
- ^ Bowersox SS, Luther R (1998). "Potencial farmacoterapéutico de la omega-conotoxina MVIIA (SNX-111), un bloqueador de los canales de calcio neuronales de tipo N que se encuentra en el veneno de Conus magus". Toxicon . 36 (11): 1651–1658. doi :10.1016/S0041-0101(98)00158-5. PMID 9792182.
- ^ Prommer E (2006). "Ziconotide: una nueva opción para el dolor refractario". Drugs Today . 42 (6): 369–78. doi :10.1358/dot.2006.42.6.973534. PMID 16845440.
- ^ Gray WR, Olivera BM, Zafaralla GC, Ramilo CA, Yoshikami D, Nadasdi L, Hammerland LG, Kristipati R, Ramachandran J, Miljanich G (1992). "Nuevas conotoxinas alfa y omega del veneno de Conus striatus". Bioquímica . 31 (41): 11864–11873. doi :10.1021/bi00156a009. PMID 1390774.
- ^ ab Nielsen KJ, Watson M, Adams DJ, Hammarström AK, Gage PW, Hill JM, Craik DJ, Thomas L, Adams D, Alewood PF, Lewis RJ (julio de 2002). "Estructura de la solución de la mu-conotoxina PIIIA, un inhibidor preferencial de los canales de sodio persistentes sensibles a la tetrodotoxina" (PDF) . J. Biol. Chem . 277 (30): 27247–55. doi : 10.1074/jbc.M201611200 . PMID 12006587.
- ^ Zeikus RD, Gray WR, Cruz LJ, Olivera BM, Kerr L, Moczydlowski E, Yoshikami D (1985). "Toxinas de Conus geographus que discriminan entre canales de sodio neuronales y musculares". J. Biol. Chem . 260 (16): 9280–8. doi : 10.1016/S0021-9258(17)39364-X . PMID 2410412.
- ^ McIntosh JM, Jones RM (octubre de 2001). "Veneno de cono: desde picaduras accidentales hasta inyecciones deliberadas". Toxicon . 39 (10): 1447–51. doi :10.1016/S0041-0101(01)00145-3. PMID 11478951.
- ^ Cruz LJ, Gray WR, Olivera BM, Zeikus RD, Kerr L, Yoshikami D, Moczydlowski E (agosto de 1985). "Toxinas de Conus geographus que discriminan entre canales de sodio neuronales y musculares". J. Biol. Chem . 260 (16): 9280–8. doi : 10.1016/S0021-9258(17)39364-X . PMID 2410412.
- ^ Floresca CZ (2003). "Una comparación de las mu-conotoxinas mediante ensayos de unión de [3H]saxitoxina en el canal de sodio neuronal y del músculo esquelético". Toxicol Appl Pharmacol . 190 (2): 95–101. doi :10.1016/s0041-008x(03)00153-4. PMID 12878039.
Enlaces externos
- Conotoxinas en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
- Charla breve de Baldomero "Toto" Olivera. "Péptidos conusales".
- Kaas Q, Westermann JC, Halai R, Wang CK, Craik DJ. "ConoServer". Instituto de Biociencia Molecular, Universidad de Queensland, Australia . Consultado el 2 de junio de 2009.
Una base de datos para secuencias y estructuras de conopéptidos
