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Isolation and structural and pharmacological characterization of α-elapitoxin-Dpp2d, an amidated three finger toxin from black mamba venom.
Wang, Ching-I Anderson; Reeks, Timothy; Vetter, Irina; Vergara, Irene; Kovtun, Oleksiy; Lewis, Richard J; Alewood, Paul F; Durek, Thomas.
Afiliação
  • Wang CI; Division of Chemistry and Structural Biology, Institute for Molecular Bioscience, The University of Queensland, St Lucia , Brisbane, Queensland 4072, Australia.
Biochemistry ; 53(23): 3758-66, 2014 Jun 17.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-24867092
ABSTRACT
We isolated a novel, atypical long-chain three-finger toxin (TFT), α-elapitoxin-Dpp2d (α-EPTX-Dpp2d), from black mamba (Dendroaspis polylepis polylepis) venom. Proteolytic digestion with trypsin and V8 protease, together with MS/MS de novo sequencing, indicated that the mature toxin has an amidated C-terminal arginine, a posttranslational modification rarely observed for snake TFTs. α-EPTX-Dpp2d was found to potently inhibit α7 neuronal nicotinic acetylcholine receptors (nAChR; IC50, 58 ± 24 nM) and muscle-type nAChR (IC50, 114 ± 37 nM) but did not affect α3ß2 and α3ß4 nAChR isoforms at 1 µM concentrations. Competitive radioligand binding assays demonstrated that α-EPTX-Dpp2d competes with epibatidine binding to the Lymnea stagnalis acetylcholine-binding protein (Ls-AChBP; IC50, 4.9 ± 2.3 nM). The activity profile and binding data are reminiscent of classical long-chain TFTs with a free carboxyl termini, suggesting that amidation does not significantly affect toxin selectivity. The crystal structure of α-EPTX-Dpp2d was determined at 1.7 Å resolution and displayed a dimeric toxin assembly with each monomer positioned in an antiparallel orientation. The dimeric structure is stabilized by extensive intermolecular hydrogen bonds and electrostatic interactions, which raised the possibility that the toxin may exist as a noncovalent homodimer in solution. However, chemical cross-linking and size-exclusion chromatography coupled with multiangle laser light scattering (MALLS) data indicated that the toxin is predominantly monomeric under physiological conditions. Because of its high potency and selectivity, we expect this toxin to be a valuable pharmacological tool for studying the structure and function of nAChRs.
Assuntos
Venenos Elapídicos/química; Elapidae/metabolismo; Neurotoxinas/farmacologia; Antagonistas Nicotínicos/farmacologia; Processamento de Proteína Pós-Traducional; Proteínas de Répteis/farmacologia; Receptor Nicotínico de Acetilcolina alfa7/antagonistas & inibidores; Sequência de Aminoácidos; Animais; Ligação Competitiva; Sinalização do Cálcio/efeitos dos fármacos; Proteínas de Transporte/antagonistas & inibidores; Proteínas de Transporte/química; Proteínas de Transporte/genética; Proteínas de Transporte/metabolismo; Linhagem Celular; Venenos Elapídicos/isolamento & purificação; Venenos Elapídicos/metabolismo; Venenos Elapídicos/farmacologia; Humanos; Dados de Sequência Molecular; Proteínas do Tecido Nervoso/agonistas; Proteínas do Tecido Nervoso/antagonistas & inibidores; Proteínas do Tecido Nervoso/genética; Proteínas do Tecido Nervoso/metabolismo; Neurônios/efeitos dos fármacos; Neurônios/metabolismo; Neurotoxinas/química; Neurotoxinas/isolamento & purificação; Neurotoxinas/metabolismo; Agonistas Nicotínicos/química; Agonistas Nicotínicos/farmacologia; Antagonistas Nicotínicos/química; Antagonistas Nicotínicos/isolamento & purificação; Antagonistas Nicotínicos/metabolismo; Conformação Proteica; Estabilidade Proteica; Receptores Nicotínicos/química; Receptores Nicotínicos/genética; Receptores Nicotínicos/metabolismo; Proteínas Recombinantes/química; Proteínas Recombinantes/genética; Proteínas Recombinantes/metabolismo; Proteínas de Répteis/química; Proteínas de Répteis/isolamento & purificação; Proteínas de Répteis/metabolismo; Alinhamento de Sequência; Receptor Nicotínico de Acetilcolina alfa7/agonistas; Receptor Nicotínico de Acetilcolina alfa7/genética; Receptor Nicotínico de Acetilcolina alfa7/metabolismo

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Processamento de Proteína Pós-Traducional / Elapidae / Antagonistas Nicotínicos / Proteínas de Répteis / Venenos Elapídicos / Receptor Nicotínico de Acetilcolina alfa7 / Neurotoxinas Idioma: En Ano de publicação: 2014 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Processamento de Proteína Pós-Traducional / Elapidae / Antagonistas Nicotínicos / Proteínas de Répteis / Venenos Elapídicos / Receptor Nicotínico de Acetilcolina alfa7 / Neurotoxinas Idioma: En Ano de publicação: 2014 Tipo de documento: Article