SYNTHETIC PEPTIDE FRAGMENTS OF THE TOXIN WTX REDUCE BLOOD PRESSURE IN RATS UNDER GENERAL ANESTHESIA

M. S. Severyukhina; Северюхина М. С.; A. M. Ismailova; Исмаилова А. М.; E. R. Shaykhutdinova; Шайхутдинова Э. Р.; I. A. Dyachenko; Дьяченко И. А.; N. S. Egorova; Егорова Н. С.; A. N. Murashev; Мурашев А. Н.; V. I. Tsetlin; Цетлин В. И.; Yu. N. Utkin; Уткин Ю. Н.

doi:10.31857/S2686738923600516

Синтетические пептидные фрагменты токсина WTX снижают артериальное давление у крыс в состоянии общей анестезии

Авторы: Северюхина М.С.¹^,2, Исмаилова А.М.¹, Шайхутдинова Э.Р.¹, Дьяченко И.А.¹, Егорова Н.С.³, Мурашев А.Н.¹, Цетлин В.И.³, Уткин Ю.Н.³
Учреждения:
1. Филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
2. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Пущинский государственный естественно-научный институт
3. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Выпуск: Том 513, № 1 (2023)
Страницы: 575-580
Раздел: Статьи
URL: https://medbiosci.ru/2686-7389/article/view/244387
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686738923600516
EDN: https://elibrary.ru/GTLMJI
ID: 244387

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Ранее нами было показано, что необычный токсин WTX из яда кобры Naja kaouthia при внутривенном введении вызывал снижение артериального давления (АД) и повышение частоты сердечных сокращений (ЧСС) у крыс (Ogay et al., 2005). Для идентификации участка молекулы токсина, отвечающего за эти эффекты, нами исследовано влияние синтетических пептидных фрагментов WTX на АД и ЧСС нормотензивных самцов крыс линии Sprague Dawley, находящихся в состоянии общей анестезии, вызванной препаратами Телазол и Ксилазин. Установлено, что пептиды, соответствующие центральной полипептидной петле WTX и стабилизированные дисульфидной связью, при внутривенном введении в концентрациях от 0.1 до 1.0 мг/мл вызывали продолжительное дозозависимое снижение АД. При этом ЧСС повышалась лишь в первые 5–10 мин после введения. Таким образом, фрагменты WTX, соответствующие центральной полипептидной петле, воспроизводят снижение АД, вызываемое токсином.

Ключевые слова

необычный токсин, WTX, артериальное давление, частота сердечных сокращений

Об авторах

М. С. Северюхина

Филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Пущинский государственный естественно-научный институт

Email: utkin@ibch.ru
Россия, Московская область, Пущино; Россия, Пущино

Список литературы

Kessler P., Marchot P., Silva M., et al. The three-finger toxin fold: a multifunctional structural scaffold able to modulate cholinergic functions. // J. Neurochem. 2017. V. 142. Suppl. 2. P. 7–18.
Nirthanan S. Snake three-finger α-neurotoxins and nicotinic acetylcholine receptors: molecules, mechanisms and medicine. // Biochem. Pharmacol. 2020. V. 181. P. 114168.
Utkin Y.N., Kukhtina V.V., Kryukova E.V., et al. “Weak toxin” from Naja kaouthia is a nontoxic antagonist of alpha 7 and muscle-type nicotinic acetylcholine receptors. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. № 19. P. 15810–15815.
Nirthanan S., Gopalakrishnakone P., Gwee M.C., et al. Non-conventional toxins from Elapid venoms. Toxicon. 2003. V. 41. № 4. P. 397–407.
Mordvintsev D.Y., Polyak Y.L., Rodionov D.I., et al. Weak toxin WTX from Naja kaouthia cobra venom interacts with both nicotinic and muscarinic acetylcholine receptors. FEBS J. 2009. V 276. № 18. P. 5065–5075.
Janssen B.J., Leenders P.J., Smits J.F. Short-term and long-term blood pressure and heart rate variability in the mouse. // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2000. V. 278. № 1. P. R215–R225.
Lyukmanova E.N., Shulepko M.A., Shenkarev Z.O., et al. Central loop of non-conventional toxin WTX from Naja kaouthia is important for interaction with nicotinic acetylcholine receptors. Toxicon. 2016. V. 119. P. 274–279.
Shenkarev Z.O., Chesnokov Y.M., Zaigraev M.M., et al. Membrane-mediated interaction of non-conventional snake three-finger toxins with nicotinic acetylcholine receptors. Commun. Biol. 2022. V. 5. №1. P. 1344.
Fruchart-Gaillard C., Gilquin B., Antil-Delbeke S., et al. Experimentally based model of a complex between a snake toxin and the alpha 7 nicotinic receptor. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 2002. V. 99. № 5. P. 3216–3221.
Nys M., Zarkadas E., Brams M., et al. The molecular mechanism of snake short-chain α-neurotoxin binding to muscle-type nicotinic acetylcholine receptors. Nat. Commun. 2022. V. 13. № 1. P. 4543.
Lyukmanova E.N., Shenkarev Z.O., Shulepko M.A., et al. Structural Insight into Specificity of Interactions between Nonconventional Three-finger Weak Toxin from Naja kaouthia (WTX) and Muscarinic Acetylcholine Receptors. J. Biol. Chem. 2015. V. 290. № 39. P. 23616–23630.
Marquer C., Fruchart-Gaillard C., Letellier G., et al. Structural model of ligand-G protein-coupled receptor (GPCR) complex based on experimental double mutant cycle data: MT7 snake toxin bound to dimeric hM1 muscarinic receptor. // J. Biol. Chem. 2011. V. 286. № 36. P. 31661–31675.
Ogay A.Y., Rzhevsky D.I., Murashev A.N., et al. Weak neurotoxin from Naja kaouthia cobra venom affects haemodynamic regulation by acting on acetylcholine receptors. // Toxicon. 2005. V. 45. № 1. P. 939–939.
Juillerat M.A., Schwendimann B., Hauert J., et al. Specific binding to isolated acetylcholine receptor of a synthetic peptide duplicating the sequence of the presumed active center of a lethal toxin from snake venom. // J. Biol. Chem. 1982. V. 257. № 6. P. 2901–2907.
Mineev K.S., Kryukova E.V., Kasheverov I.E., et al. Spatial Structure and Activity of Synthetic Fragments of Lynx1 and of Nicotinic Receptor Loop C Models. // Biomolecules. 2020. V. 11. № 1. P. 1.
Шаманаев А.Ю., Алиев О.И., Анищенко А.М., и др. Показатели сердечной деятельности у крыс линии SHR до и после установления стабильно высокого артериального давления // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 4–6. С. 1115–1118.
Кадомцев Д.В., Пасечникова Е.А., Голубев В.Г. Золетил-ксилазиновый наркоз в экспериментах у крыс // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 5–1. С. 56–57.
Haass M., Kübler W. Nicotine and sympathetic neurotransmission. // Cardiovasc. Drugs Ther. 1997. V. 10. № 6. P. 657–665.
Muntzel M.S., Abe A., Petersen J.S. Effects of adrenergic, cholinergic and ganglionic blockade on acute depressor responses to metformin in spontaneously hypertensive rats. // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1997. V. 281. № 2. P. 618–623.
Holte H.R., Bjørnstad-Ostensen A., Berg T. The role of endogenous bradykinin in blood pressure homeostasis in spontaneously hypertensive rats. // Br. J. Pharmacol. 1996. V. 118. № 8. P. 1925–1930.
Sharma J.N., Amrah S.S., Noor A.R.. Suppression of hypotensive responses of captopril and enalapril by the kallikrein inhibitor aprotinin in spontaneously hypertensive rats. // Pharmacology. 1995. V. 50. № 6. P. 363–369.