Нейро- и кардиотоксины актиний: структура, функция и перспективы применения в научной и медицинской практике

  • Р. С. Калина
  • М. М. Монастырная
Ключевые слова: актинии, антидот, биопреступление, зарин, ионный канал, кардиотоксин, нейропептид, нейротоксин, нематоцист, нефротоксичность, секвенирование по методу Эдмана, синильная кислота, стрекательная клетка, тандемная масс-спектрометрия, тетродоксин, флуоресцентный белок, цитолизин

Аннотация

Актинии повсеместно распространены в Мировом океане и представляют собой древнейшие  активно-ядовитые организмы. Их основной инструмент нападения на других животных – нематоцисты, жалящие органеллы, внутри которых заключена свернутая полая нить с ядовитым острием на конце. Для привлечения потенциальных жертв они используют флуоресцентные белки, ставшие отдельным объектом исследования в качестве генетически кодируемых маркеров для наблюдения за активностью промоторов генов. Ядовитый секрет актиний характеризуется наличием максимального количества пептидов различных структурных классов и пространственных структур среди изученных наземных и морских организмов (пчелы, пауки, скорпионы, змеи, моллюски конусы и др.), что затрудняет его идентификацию и дифференциацию от ядов животных других таксонов, если неизвестен конкретный источник его происхождения. Токсичность некоторых биологически активных пептидов актиний (RpI, RpIII) при внутривенном введении экспериментальным животным сравнима с токсичностью наиболее известных и опасных представителей природных токсинов, имеющих сходный механизм действия (альфа-гемолизин и тетродотоксин), или боевых отравляющих веществ, таких как зарин и синильная кислота. По токсическому действию биологически активные пептиды актиний в основном можно отнести к нейротоксинам, поскольку они оказывают влияние на функционирование натриевых каналов в клетках нервной системы животных. Кардиотоксическое действие секрета актиний обусловлено специфичностью взаимодействия отдельных, входящих в его состав, нейротоксинов с одним из подтипов натриевых каналов мышечных клеток, характерных для тканей сердца. Основными способами идентификации нейротоксинов актиний в образцах, например, при расследовании биопреступлений, могут быть секвенирование по методу Эдмана или методы тандемной масс-спектрометрии (анализ фрагментов молекулы токсина для установления его структуры). Дальнейшее изучение механизмов взаимодействия нейротоксинов актиний с ионными каналами клеток нервной и мышечной систем способно привести к созданию препаратов для лечения каналопатий и антидотов широко спектра действия, блокирующих токсины, воздействующие на натриевые каналы.

Опубликован
2019-11-30
Раздел
Биологическая безопасность и защита от биологических угроз