研究人员使用蜘蛛毒液化合物治疗瘫痪

俄罗斯的一组科学家与外国同事一起,报道称,蟹蜘蛛的毒液Heriaeus melloteei可能被用作基础治疗hypokalemic周期性麻痹。这种疾病是由基因突变引起的,导致所谓的ω-currents的发生,或泄漏电流,通过电压门控离子通道Nav1.4骨骼肌。由于这样的“泄漏”,肌肉无法响应信号的神经系统和一个病人遭受从肌无力症状全部瘫痪。仍然没有可靠的药物药物治疗该疾病的所有情况。研究结果发表在美国国家科学院院刊》(PNAS)日报》。

每个细胞膜离子channels-protein毛孔,有选择地进行离子进出细胞。函数时,细胞膜成为带电,发展跨膜电位。离子通道的影响下某些信号,可以打开或关闭,改变离子进出细胞的流动和膜的电荷。因此,某些细胞(神经元、肌肉细胞和腺体细胞)和响应信号激活。

然而,有时通道编码基因受损和退化的响应信号。例如,某些领域的电压门控钠通道缺陷Nav1.4肌肉细胞导致膜“泄漏”甚至当通道被关闭。钠离子穿透细胞膜,改变的电势。在这种情况下,神经系统的信号不能激活肌肉细胞和瘫痪的结果。。不幸的是,现有药物对这种情况往往是低效的。

“在我们的工作中,我们研究了人类的电压门控离子通道,特别是从骨骼Nav1.4通道的变异形式肌肉。这些突变导致严重的疾病,2型hypokalemic周期性麻痹。我们是第一个证明有天然化合物能够阻止泄漏电流通过突变渠道,”生物学家米哈伊尔•彼得罗维奇说Kirpichnikov俄罗斯科学院生物学院院长,密歇根州立大学。

利用一系列遗传方法、蛋白质工程、电生理学、核磁共振光谱、和计算机建模,科学家们研究了通道异常活动的原因被突变。第一次,他们建议一个阻塞剂泄漏currents-the毒素Hm-3,提取的毒液Heriaeus melloteei蜘蛛。根据获得的数据使用定点诱变、电生理学、核磁共振光谱、和计算机建模、毒素修复voltage-sensing域通道的离子的位置,防止泄漏。

“这毒素性质的发现给我们希望开发高效的药用hypokalemic瘫痪患者的治疗药物和其他类似的疾病。模型之间的交互通道和毒素提供新药的发展前景,得出的结论是:“亚历山大Vasilevskiy俄罗斯科学院。

查克Shenkarev俄罗斯科学院说,“研究膜离子通道复合物的结构是一个艰巨的任务。我们工作的主要问题是样本的不稳定的NMR实验。解决它,我们必须想出一系列的新的实验方法,加速结构的过程数据收集从几天到小时。”