Коллектив российских биологов изучил, как взаимодействуют змеиные «необычные» α-нейротоксины с никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами животных. Оказалось, что взаимодействуют они принципиально иным образом в сравнении с классическими змеиными трехпетельными α-нейротоксинами. Ученые подробно описали открытый новый тип взаимодействия в публикации в журнале Communications Biology. Исследование проходило при поддержке гранта РНФ.
На Юго-Востоке Азии, в частности, в Индии, Камбодже, Непале, Мьянме, Таиланде, Вьетнаме и юго-западном Китае, обитает моноклевая кобра, она же Naja kaouthia. Это змея размером 1,2-1,5 м, которая может быть самых разных цветов — от желтого до черного. Она относится к аспидам, семейству ядовитых змей. И хотя яд, принадлежащий этим рептилиям, обычно ассоциируется с опасностью, от него может быть и польза. В частности, российским ученым удалось обнаружить в нем потенциально полезный токсин.
Никотиновый ацетилхолиновый рецептор α7-типа (α7-nAChR), представленный в нервной и иммунной системах и эпителии, является перспективной терапевтической мишенью для лечения когнитивных дисфункций и рака. Слабый токсин из яда кобры Naja kaouthia (WTX) относится к классу «необычных» трехпетельных α-нейротоксинов змей, ингибирующих α7-nAChR с низкой аффинностью. Данных о характере взаимодействия необычных α-нейротоксинов с α7-nAChR до настоящего времени не было.
Коллектив преподавателей магистерской программы биологического факультета Московского государственного университета МГУ имени М.В. Ломоносова «Структурная биология и биотехнология» в сотрудничестве с исследователями из Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова Российской академии наук, НИЦ «Курчатовский институт» и Института биомедицинской химии показали применимость криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) для изучения взаимодействия внеклеточного лиганд-связывающего домена α7-nAChR (α7-ECD) с его лигандами, несмотря на близость размера комплекса к нижней границе размеров биомолекул, доступных для исследования этим методом структурной биологии.
Крио-ЭМ структура комплекса α7-ECD/WTX вместе с данными ЯМР-спектроскопии о мембрано-активном сайте в молекуле WTX и данными сайт-направленного мутагенеза позволили реконструировать структуру полноразмерного рецептора α7-nAChR в комплексе с токсином в мембранном окружении.
«Показано, что WTX взаимодействует со входом в ортостерический сайт, расположенным на интерфейсе соседних субъединиц рецептора, и одновременно образует многочисленные контакты с поверхностью мембраны, окружающей рецептор, — поясняет профессор биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, руководитель магистерской программы «Структурная биология и биотехнология» Екатерина Люкманова. — Тип взаимодействия WTX с α7-nAChR существенно отличается от описанных ранее для длинных и коротких трехпетельных α-нейротоксинов, не контактирующих с мембраной».
Исследование показывает важную роль мембраны во взаимодействии необычных α-нейротоксинов с никотиновыми рецепторами.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
