Forscher haben ein Peptid in Skorpiongift, dass der Schlüssel zum Verständnis und zur Steuerung zystischer Fibrose und anderen sekretorischen Krankheiten können halten entdeckt.
In der 28. Dezember-Ausgabe des Journal of Biological Chemistry, beschreibt ein internationales Forscherteam, wie diese neuartige Peptid namens GaTx1 kann die Bewegung von Ionen und Wasser aus den Zellen durch Interaktion mit einem entscheidenden Chlorid-Kanal-Steuerung. Diese Arbeit wurde durch die National Institutes of Health, National Science Foundation und Cystic Fibrosis Foundation finanziert.
"Peptide Toxine aus Skorpionen, Schlangen, Schnecken und Spinnen lähmen Beute durch die Blockierung Nerv oder Muskel Ionenkanäle so die Beute kann nicht weg", erklärte Nael A. McCarty, außerordentlicher Professor an der Georgia Institute of Technology School of Biology. "Diese Giftstoffe sind enorm nützlich für die Untersuchung der Kalium-, Calcium und Natrium-Kanäle, die die Interaktion mit, aber dies ist das erste Toxin entdeckt, dass potently bindet und selektiv und reversibel hemmt ein Chlorid-Kanal des bekannten molekularen Identität."
Chlorid-Kanäle sind von entscheidender Bedeutung für die Sekretion in vielen epithelialen Geweben, aber wenig über ihre Strukturen und Mechanismen bekannt. Die Forscher wissen, dass Chlorid-Kanäle, damit Millionen von Chlorid-Ionen, durch sie und aus Epithelzellen Reisen zu öffnen. Diese Bewegung erzeugt einen osmotischen Gradienten, dass das Wasser ermöglicht zu fließen.
Für die mehr als 70.000 Menschen weltweit von zystischer Fibrose, ein Mangel an Wasser fließen in Atemwegszellen Ergebnisse in abnormal zähen, klebrigen Schleim, der häufigsten Ursachen Blockaden, die Atemwege und Drüsen behindern betroffen. Der Mangel an Wasser fließen stammt von einem Problem in ein Chlorid-Kanal namens Mukoviszidose Transmembran Regulator (CFTR)-Protein.
Bei Personen mit Mukoviszidose ist das CFTR-Protein mutiert, die oft mit einer oder mehreren Aminosäuren gelöscht, und folglich falsch gefaltete. In den häufigsten CFTR-Mutation führt zu zystischer Fibrose, bewirkt, dass die Lage der Löschung die Chaperon-Proteine - die sind verantwortlich für die Qualitätssicherung innerhalb der Zellen - bis auf die falsch gefaltete Proteine zu binden und entsorgen Sie sie aus der Zelle. Der Verlust der CFTR-Proteine verhindert, dass Wasser fließt in die oder aus den Zellen, damit eine Veränderung der Bedingungen in den Atemwegen, was zu Mukoviszidose.
In anderen Krankheiten, sind CFTR-Kanäle überaktiv, was auch zu Problemen führt. Dazu gehören sekretorische Diarrhoe, ein weltweit bedenklich für die Gesundheit verursachen Tausende von Todesfällen pro Jahr, Durchfall-vorherrschende entzündliche Darmerkrankung, und autosomal dominante polyzystische Nierenerkrankungen, die vierthäufigste Ursache von End-stage renal disease in den Vereinigten Staaten.
Mit Mitarbeitern an der Ungarischen Akademie der Wissenschaften, Emory University und der University of Calgary, verwendeten die Forscher Reversed-Phase-High-Performance Liquid Chromatography (HPLC), den Roman GaTx1 Peptid aus dem Komplex Gift of the Giant israelischen Scorpion, Leiurus quinquestriatus Hebraeus extrahieren .
"Wir haben uns für diese Technik, weil jeder unterschiedliche Peptid hat leicht unterschiedliche Wasserlöslichkeit und Hydrophobie Eigenschaften, so dass sie getrennt werden", erklärt Julia Kubanek, außerordentlicher Professor mit gemeinsamen Berufungen in der Georgia Tech School of Biology and School of Chemistry and Biochemistry.
Ehemalige Emory University Student Matthew Fuller und Georgia Tech Student Christopher Thompson gesammelt einzelnen Peptide, die durch das HPLC-System getrennt und dann aufgetragen jeweils Chlorid-Kanäle zu sehen, welche Peptid verantwortlich für die gesamten Auswirkungen des Giftes war. Sie entdeckten eine neuartige Peptid, das an der cytoplasmatischen Seite des CFTR-Protein gebunden und wog 3,7 Kilo-Dalton - sie nannten es GaTx1.