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Conotossina

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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.

Precursore della alfa-conotossina
α-Conotossina PnIB dalla conchiglia Conus pennaceus, (ponti disolfuro mostrati in giallo).
Fonte: University of Michigan's OPM, PDB 1AKG.
Identificatori
SimboloToxin_8
PfamPF07365
InterProIPR009958
PROSITEPDOC60004
SCOP1mii
OPM family157
OPM protein1akg
Strutture disponibili nel PDB
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omega-Conotossina
Diagramma schematico della struttura tridimensionale proteica della of ω-conotossina MVIIA (ziconotide).I ponti disolfuro sono mostrati in color oro. Da PDB 1DW5.
Identificatori
SimboloConotoxin
PfamPF02950
InterProIPR004214
SCOP2cco
OPM family120
OPM protein1fyg
Strutture disponibili nel PDB
Template:PDB3A:55-62 Template:PDB3A:56-61 Template:PDB3A:55-61

Template:PDB3A:55-61 Template:PDB3A:46-70 Template:PDB3 :46-71 Template:PDB3 :46-70 Template:PDB3A:46-70 Template:PDB3A:46-70 Template:PDB3A:46-71 Template:PDB3 :46-70 Template:PDB3A:46-70 Template:PDB3A:46-70 Template:PDB3A:46-72 Template:PDB3 :46-72 Template:PDB3 :46-72 Template:PDB3A:46-72 Template:PDB3 :46-72 Template:PDB3 :46-72 Template:PDB3A:52-78 Template:PDB3A:52-82 Template:PDB3A:1-28 Template:PDB3 :51-60 Template:PDB3 :2-22 Template:PDB3 :2-22 Template:PDB3 :2-22 Template:PDB3 :2-22 Template:PDB3A:4-24 Template:PDB3 :3-26 Template:PDB3A:3-26

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

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 e così alta che equivale da 100 a 1000 volte quella della morfina.[7] Per questo una versione sintetica della ω-conotossina M VII A ha trovato un utilizzo come droga analgesica, nome generico ziconotide (commerciale: Prialt).[8]

Connettività del ponte disolfuro

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

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

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

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

Voci correlate

Note

  1. ^ Terlau H, Olivera BM, Conus venoms: a rich source of novel ion channel-targeted peptides, in Physiol. Rev., vol. 84, n. 1, 2004, pp. 41–68, DOI:10.1152/physrev.00020.2003.
  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, n. 12, 2004, pp. 2305–19, DOI:10.1111/j.1432-1033.2004.04145.x.
  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, n. 18, 2005, pp. 3881–4, DOI:10.1016/j.febslet.2005.05.077.
  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, n. 1, 1998, pp. 33–8, DOI:10.1074/jbc.273.1.33.
  5. ^ Li RA, Tomaselli GF, Using the deadly mu-conotoxins as probes of voltage-gated sodium channels, in Toxicon, vol. 44, n. 2, 2004, pp. 117–22, DOI:10.1016/j.toxicon.2004.03.028.
  6. ^ Nielsen KJ, Schroeder T, Lewis R, Structure-activity relationships of omega-conotoxins at N-type voltage-sensitive calcium channels, in J. Mol. Recognit., vol. 13, n. 2, 2000, pp. 55–70, DOI:10.1002/(SICI)1099-1352(200003/04)13:2<55::AID-JMR488>3.0.CO;2-O.
  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, n. 11, 1998, pp. 1651–8, DOI:10.1016/S0041-0101(98)00158-5.
  8. ^ Prommer E, Ziconotide: a new option for refractory pain, in Drugs Today, vol. 42, n. 6, 2006, pp. 369–78, DOI:10.1358/dot.2006.42.6.973534.
  9. ^ a b c Jones RM, McIntosh JM, Cone venom--from acc idental stings to deliberate injection, in Toxicon, vol. 39, n. 10, 2001, pp. 1447–1451, DOI:10.1016/S0041-0101(01)00145-3. Errore nelle note: Tag <ref> non valido; il nome "PUB00016617" è stato definito più volte con contenuti diversi
  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, n. 50, 2000, pp. 39516–39522, DOI:10.1074/jbc.M006354200.
  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, n. 16, 1985, pp. 9280–9288.
  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, n. 41, 1992, pp. 9919–9926, DOI:10.1021/bi00162a027.

Collegamenti esterni

Ricerca italiana sui conopeptidi


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

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