Conotossina

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Precursore della alfa-conotossina
Alpha-Conotoxin from Conus pennaceus 1AKG.png
α-Conotossina PnIB dalla conchiglia Conus pennaceus, (ponti disolfuro mostrati in giallo).

Fonte: University of Michigan's OPM, PDB 1AKG.

Identificatori
Simbolo Toxin_8
Pfam PF07365
InterPro IPR009958
PROSITE PDOC60004
SCOP 1mii
OPM family 157
OPM protein 1akg
Strutture disponibili nel PDB
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omega-Conotossina
Ziconotide 1DW5.png
Diagramma schematico della struttura tridimensionale proteica della of ω-conotossina MVIIA (ziconotide). I ponti disolfuro sono mostrati in color oro. Da PDB 1DW5.
Identificatori
Simbolo Conotoxin
Pfam PF02950
InterPro IPR004214
SCOP 2cco
OPM family 120
OPM protein 1fyg
Strutture disponibili nel PDB
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Si definisce come conotossina un qualsiasi veleno (che può essere costituito da uno o più peptidi più o meno neurotossici) isolato dal secreto velenoso delle conchiglie del genere Conus.

Le conotossine, che sono peptidi costituiti da circa 10 a 30 residui aminoacidici, tipicamente hanno all'interno uno più ponti disolfuro (della cisteina, un aminoacido solforato). Le conotossine hanno una grande varietà di meccanismi di azione, la maggior parte dei quali non sono stati determinati. Comunque sembra che molti di questi peptidi riescano a modulare l'attività delle proteine dei canali ionici trans-membranari.[1]

Tipi di conotossina e loro attività biologica[modifica | modifica sorgente]

Il numero di conotossine delle quali si è determinata l'attività ammonta a cinque, e vengono chiamate le α(alfa)-, δ(delta)-, κ(kappa)-, μ(mu)-, e ω(omega)- types. Ognuno di questi cinque tipi di conotossina attacca un bersaglio differente:

  • Le α-conotossine inibiscono i recettori dell'acetilcolina nicotinici nei nervi e nei muscoli.[2]
  • Le δ-conotossine inibiscono l'inattivazione canali del sodio dipendenti dal voltaggio.[3]
  • Le κ-conotossine inibiscono i canali del potassio.[4]
  • Le μ-conotossine inibiscono i canali del sodio voltaggio-dipendenti.[5]
  • Le ω-conotossine inibiscono i canali del calcio dipendenti dal voltaggio del Tipo N.[6] Dal momento che i canali del calcio voltaggio-dipendenti del tipo-N sono correlati all'algesia (sensitività al dolore) nel sistema nervoso, la ω-conotossina ha effetti analgesici: in effetti l'azione della ω-conotossina M VII A equivale da 100 a 1000 volte quella della morfina.[7];cioè è" più potente dell'alcaloide morfina". Per questo una versione sintetica della ω-conotossina M VII A ha trovato un utilizzo come analgesico,il cui nome generico è ziconotide (commerciale: Prialt).[8]

Connettività del ponte disolfuro[modifica | modifica sorgente]

I tipi di conotossina differiscono anche per il numero e la disposizione dei ponti disolfuro.[9] La rete di legame del ponte disolfuro, come anche gli amino-acidi specifici nelle anse inter-cisteina, danno alle conotossine la loro specificità chimica.[10]

Conotossine omega, delta e kappa[modifica | modifica sorgente]

Le famiglie di conotossine omega, delta e kappa hanno una specie di sistema di nodi o schermo inibitore fatto di cisteina. Questo schermo protettivo di legami è un nodo speciale (abbastanza inconsueto nelle proteine) che vede l'incrocio di due ponti disolfuro sovrapposti a formare un nodo, nel quale il ponte disolfuro III-VI attraversa il macrociclo formato da due altri ponti disolfuro (I-IV e II-V) e i segmenti interconnettivi che formano lo scheletro della proteina (I-VI indica i sei residui di cisteina che iniziano dall'aminoacido N-terminale. Gli arrangiamenti della cisteina sono gli stessi per le famiglie omega, delta e kappa, anche se le conotossine omega sono molecole che bloccano i canali del calcio, mentre le conotossine delta rallentano l'inattivazione dei canali del sodio, e le conotossine kappa bloccano i canali del potassio.[9]

Conotossine Mu[modifica | modifica sorgente]

Le conotossine Mu hanno due tipi di arrangiamento della cisteina, ma lo schermo di legami non si osserva. Le conotossine Mu mirano ai canali del sodio regolati dal voltaggio specifici dei muscoli,[9] e sono delle spie utili per investigare i canali voltaggio-dipendenti del sodio nei tessuti eccitabili.[11]

Conotossine Alfa[modifica | modifica sorgente]

Le conotossine alfa hanno due tipi di arrangiamento della cisteina,[12] e sono antagonisti competitivi del recettore nicotinico per l'acetilcolina.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Terlau H, Olivera BM, Conus venoms: a rich source of novel ion channel-targeted peptides in Physiol. Rev., vol. 84, nº 1, 2004, pp. 41–68, DOI:10.1152/physrev.00020.2003, PMID 14715910.
  2. ^ Nicke A, Wonnacott S, Lewis RJ, Alpha-conotoxins as tools for the elucidation of structure and function of neuronal nicotinic acetylcholine receptor subtypes in Eur. J. Biochem., vol. 271, nº 12, 2004, pp. 2305–19, DOI:10.1111/j.1432-1033.2004.04145.x, PMID 15182346.
  3. ^ Leipold E, Hansel A, Olivera BM, Terlau H, Heinemann SH, Molecular interaction of delta-conotoxins with voltage-gated sodium channels in FEBS Lett., vol. 579, nº 18, 2005, pp. 3881–4, DOI:10.1016/j.febslet.2005.05.077, PMID 15990094.
  4. ^ Shon KJ, Stocker M, Terlau H, Stühmer W, Jacobsen R, Walker C, Grilley M, Watkins M, Hillyard DR, Gray WR, Olivera BM, kappa-Conotoxin PVIIA is a peptide inhibiting the shaker K+ channel in J. Biol. Chem., vol. 273, nº 1, 1998, pp. 33–8, DOI:10.1074/jbc.273.1.33, PMID 9417043.
  5. ^ Li RA, Tomaselli GF, Using the deadly mu-conotoxins as probes of voltage-gated sodium channels in Toxicon, vol. 44, nº 2, 2004, pp. 117–22, DOI:10.1016/j.toxicon.2004.03.028, PMID 15246758.
  6. ^ Nielsen KJ, Schroeder T, Lewis R, Structure-activity relationships of omega-conotoxins at N-type voltage-sensitive calcium channels (abstract) in J. Mol. Recognit., vol. 13, nº 2, 2000, pp. 55–70, DOI:10.1002/(SICI)1099-1352(200003/04)13:2<55::AID-JMR488>3.0.CO;2-O, PMID 10822250.
  7. ^ Bowersox SS, Luther R, Pharmacotherapeutic potential of omega-conotoxin MVIIA (SNX-111), an N-type neuronal calcium channel blocker found in the venom of Conus magus in Toxicon, vol. 36, nº 11, 1998, pp. 1651–8, DOI:10.1016/S0041-0101(98)00158-5, PMID 9792182.
  8. ^ Prommer E, Ziconotide: a new option for refractory pain in Drugs Today, vol. 42, nº 6, 2006, pp. 369–78, DOI:10.1358/dot.2006.42.6.973534, PMID 16845440.
  9. ^ a b c Jones RM, McIntosh JM, Cone venom--from acc idental stings to deliberate injection in Toxicon, vol. 39, nº 10, 2001, pp. 1447–1451, DOI:10.1016/S0041-0101(01)00145-3, PMID 11478951.
  10. ^ Sato K, Kini RM, Gopalakrishnakone P, Balaji RA, Ohtake A, Seow KT, Bay BH, lambda-conotoxins, a new family of conotoxins with unique disulfide pattern and protein folding. Isolation and characterization from the venom of Conus marmoreus in J. Biol. Chem., vol. 275, nº 50, 2000, pp. 39516–39522, DOI:10.1074/jbc.M006354200, PMID 10988292.
  11. ^ Zeikus RD, Gray WR, Cruz LJ, Olivera BM, Kerr L, Moczydlowski E, Yoshikami D, Conus geographus toxins that discriminate between neuronal and muscle sodium channels in J. Biol. Chem., vol. 260, nº 16, 1985, pp. 9280–9288, PMID 2410412.
  12. ^ Gray WR, Olivera BM, Zafaralla GC, Ramilo CA, Yoshikami D, Nadasdi L, Hammerland LG, Kristipati R, Ramachandran J, Miljanich G, Novel alpha- and omega-conotoxins from Conus striatus venom in Biochemistry, vol. 31, nº 41, 1992, pp. 9919–9926, DOI:10.1021/bi00162a027, PMID 1390774.

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

«A database for conopeptide sequences and structures».

Ricerca italiana sui conopeptidi[modifica | modifica sorgente]


Questa voce include dei testi (originalmente in inglese) provenienti dai siti Pfam e InterPro (rilasciati nel pubblico dominio): IPR004214