Agitoxin

Skorpion kort toxin
Agitoxin-2. Disulfidbindningar är markerade. PDB-
identifierare
Symbol	Toxin_2
Pfam	PF00451
Pfam klan	CL0054
InterPro	IPR001947
PROSITE	PDOC00875
OPM superfamilj	58
OPM-protein	3odv
Tillgängliga proteinstrukturer: Pfam   strukturer / ECOD   PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsumma struktur sammanfattning

Agitoxin är ett gift som finns i giftet från skorpionen Leiurus quinquestriatus hebraeus (gul skorpion). Andra toxiner som finns i denna art inkluderar charybdotoxin (CTX). CTX är en nära homolog av Agitoxin.

Strukturera

Agitoxin kan renas med hjälp av HPLC -tekniker.

Primär struktur:

Tre typer av agitoxin kan särskiljas, var och en identifierad som innefattande 38 aminosyror . De är mycket homologa och skiljer sig endast i identiteten av resterna i positionerna 7, 15, 29 och 31.

• Agitoxin-1 Gly-Val-Pro-Ile-Asn-Val-Lys-Cys-Thr-Gly-Ser-Pro-Gln-Cys-Leu-Lys-Pro-Cys-Lys-Asp-Ala-Gly-Met-Arg -Phe-Gly-Lys-Cys-Ile _{- Asn-} Gly -Lys-Cys-His-Cys-Thr-Pro-Lys (GVPINVKCTGSPQCLKPCKDAGMRFGKCINGKCHCTPK, molekylvikt = 4014.87 _Da , molekylformel = C ₄ N _{7 5} 27 )
• Agitoxin-2 Gly-Val-Pro-Ile-Asn-Val-Ser-Cys-Thr-Gly-Ser-Pro-Gln-Cys-Ile-Lys-Pro-Cys-Lys-Asp-Ala-Gly-Met-Arg -Phe-Gly-Lys-Cys-Met-Asn-Arg-Lys-Cys-His-Cys-Thr-Pro-Lys (GVPINVSCTGSPQCIKPCKDAGMRFGKCMNRKCHCTPK, molekylvikt = 4090,95 Da, molekylformel = C 169 _H 5 ₈ N ₈ S _{4 278} N )
• Agitoxin-3 Gly-Val-Pro-Ile-Asn-Val-Pro-Cys-Thr-Gly-Ser-Pro-Gln-Cys-Ile-Lys-Pro-Cys-Lys-Asp-Ala-Gly-Met-Arg -Phe-Gly-Lys-Cys-Met _{- Asn-Arg-Lys-Cys-} His -Cys-Thr-Pro-Lys (GVPINVPCTGSPQCIKPCKDAGMRFGKCMNRKCHCTPK, molekylvikt = 4100,98 Da, molekylformel = C ₁₇₁ H _{5 8} O ₄ N7 , CAS-nummer 155646-23-4)

Sekundär och tertiär struktur:

Agitoxin består av ett trippelsträngat antiparallellt beta-ark där den C-terminala strängen sitter i mitten av arket, och en enda alfa-helix som täcker ena sidan av beta-arket (se bilden till höger). Cysteinsidokedjorna förbinder beta-arket och helixen via disulfidbindningar för att bilda kärnan i molekylen.

Agitoxinvecket är homologt med de tidigare bestämda vecken av skorpiongifttoxiner, klassificerade som "Scorpion short toxins" av Pfam . Detta veck, och platsen för disulfidbindningarna, är ett gemensamt element mellan toxiner som härrör från leddjur. Strukturen av agitoxin-2 har bestämts med NMR.

Fungera

Agitoxin binder till Shaker K ⁺ -kanalen i Drosophila såväl som till dess däggdjurshomolog. Den blockerar denna kanal genom att binda med hög affinitet ( Kd < 1 nmol / L ) till dess yttre vestibul _.

Denna höga affinitet till "Shaker K"-kanalen är beroende av resterna av Arg ²⁴ , Lys ²⁷ och Arg ³¹ . Agitoxinets förmåga att blockera "Shaker K"-kanalen antyder en dockningsmekanism varigenom toxinet sitter på kanalen och sedan förhindrar dess öppning genom flexibla rörelser av sidokedjorna, vilket gör att olika protein-proteinkomplex kan bildas. AgTx2 har visat sig genomgå konformationsförändringar när det binds till "Shaker K"-kanalen, vilket tyder på att den inducerade passformsmodellen kan vara närvarande i toxin-kanalinteraktion. Detta interaktionssätt följer med och förklarar de flexibla sidokedjorna. Aminosyrans sammansättning av toxinet bestämmer hur var och en interagerar med Shaker K - kanaler.

I Agitoxin, till exempel, interagerar arginin elektrostatiskt med aspartatet i "Shaker K"-kanalen. Den slutliga blockeringen av poren i Shaker K+-kanalen sker via sidokedjan av Lys ²⁷ . Lys ²⁷ interagerar med Shaker K genom att plugga selektivitetsfiltret och vätebinda med karbonyler av Tyr ³⁹⁵ i varje kaliumkanalsubenhet. Viktig stabiliserande vätebindning mellan olika rester på AgTx2 och kanalens underenheter håller ihop toxinkanalkomplexet. Mutationer i Arg24Ala, Lys27Met och Asn30Ala ökade dissociationen, eller nedbrytningen, av komplexet, vilket tyder på att de alla spelar en viktig roll för att hålla toxinet på kanalen.

Vidare läsning

•     Oiki, S.; Uchihashi, T.; Sumikama, T.; Sumino, A. (1 juli 2019). "Höghastighets AFM avslöjar accelererad bindning av agitoxin-2 till en K+-kanal genom inducerad passform" . Vetenskapens framsteg . 5 (7): eaax0495. Bibcode : 2019SciA....5..495S . doi : 10.1126/sciadv.aax0495 . ISSN 2375-2548 . PMC 6609221 . PMID 31281899 .
•   Garcia ML, Garcia-Calvo M, Hidalgo P, Lee A, MacKinnon R (juni 1994). "Rening och karakterisering av tre inhibitorer av spänningsberoende K+-kanaler från Leiurus quinquestriatus var. hebraeus gift". Biokemi . 33 (22): 6834–9. doi : 10.1021/bi00188a012 . PMID 8204618 .
•    Gao YD, Garcia ML (augusti 2003). "Interaktion mellan agitoxin2, charybdotoxin och iberiotoxin med kaliumkanaler: selektivitet mellan spänningsstyrda och Maxi-K-kanaler". Proteiner . 52 (2): 146–54. doi : 10.1002/prot.10341 . PMID 12833539 . S2CID 7136604 .