蛋白质抵消响尾蛇的毒素

一组马里兰大学生物学家研究的基因组西部菱斑响尾蛇发展更好的治疗蛇咬伤,导致全世界估计有120000人死亡,400000受伤致残。

发现最近发表的美国国家科学院院刊》上,研究小组发现一个蛋白质叫做FETUA-3-that抑制广泛的响尾蛇的毒素。他们选择的物种Crotalus atrox因为它有更多的毒素编码的基因构成比其他任何已知的响尾蛇。

“一个好的治疗蛇咬伤需要能够抵消不仅仅是一种蛇的毒液,”说,该研究的资深作者,著名大学的生物学教授Sean Carroll UMD格式和副总统的科学教育霍华德休斯医学研究所(霍华德·休斯医学研究所的)。

FETUA-3抑制20多毒素,团队发现,他表示,即便是绑定和其他几个响尾蛇的毒液抑制毒素测试。

“我们需要了解更多关于如何应用广泛FETUA-3或者需要一些额外的修修补补,但知道这一种蛋白质能中和整个类的毒素使研究人员更接近创造一个更好的毒,”卡罗尔说。

根据卡罗尔,团队的研究始于一个简单而有趣的谜,长期以来困扰着研究人员:如何以及为什么毒蛇抵抗自己的毒液?

“这就像一个常数,三方生物军备竞赛,总是创新征服对方,”卡罗尔解释说,安德鲁和尼古拉斯和苏珊和玛丽Balo西蒙赋予椅子UMD格式。“生存毒蛇咬猎物出现抗毒液。如果猎物变得有点耐药,然后蛇必须调整更好的毒液。但蛇也能保护自己免受他们自己的进化对prey-our毒液在军备竞赛的目标是找出如何。”

大多数蛇毒液携带危险的毒素,促进瘫痪的阿森纳,杀戮和消化猎物。响尾蛇的毒液中的一个核心组件是一个类的分子称为金属蛋白酶,防止血栓形成,分解组织并最终导致出血。保护自己免受这些毒素,蛇和猎物都依靠特殊的蛋白质编码基因内阻碍毒液的削弱。

研究人员调查了一个五口之家的蛋白质通常归因于毒液阻力。出乎意料地,只有一个蛋白家族的成员大多数venom-counteracting activity-FETUA-3-binding几乎所有的毒素在西部菱斑的毒液。它还会和抑制毒素从其他几个响尾蛇的毒液。

追踪FETUA-3的进化起源后,研究人员惊奇地发现,尽管FETUA-3出现在亚洲和南美西部菱斑响尾蛇最亲密的亲戚,一个不同的蛋白质来自同一个家庭负责保护他们免受毒素。换句话说,发展出自己的响尾蛇阻力两个单独的基因事件。这项发现表明,进化的重大转变发生在物种的进化时间表,导致抑制剂家族扩大和多样化Crotalus血统。

通过这种新知识,团队了解了生态的情况下如何推动创新和类似的军备竞赛在动物如响尾蛇和猎物。研究人员希望他们的研究结果将扩大我们的理解如何FETUA-3和其他进化toxin-blocking蛋白可能作为更有效成分治疗蛇咬。

“许多目前的治疗使用过时的技术和毒素生产厂家数显著减少缺点,包括变化或缺乏力量,杂质,从而引发副作用,和制造矛盾,”说,这项研究的第一作者,菲奥娜Ukken客座教员UMD格式的生物学系和霍华德·休斯医学研究所的专家。“但是通过改善我们对毒液抑制的分子基础的理解,我们可以帮助创造新的和更有效的治疗治疗。”

参考:Ukken FP,道尔问,Hajra M,卡罗尔某人一种新型广谱毒液金属蛋白酶autoinhibitor响尾蛇Crotalus atrox进化通过一个假字功能的转变。PNAS。2022;119 (51):e2214880119。doi:10.1073 / pnas.2214880119

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