Russische wetenschappers melden dat het enzym fosfolipase A2 van het Vipera nikolskii-gif in staat is zich aan lipidemembranen te hechten en hun aggregatie te veroorzaken, zelfs als de activiteit van het enzym specifiek wordt geblokkeerd. Dit komt door de aanwezigheid van twee bindingsplaatsen in de enzymstructuur. Gepubliceerd in het tijdschrift Toxicon , de resultaten helpen om te begrijpen hoe meercomponenten slangengif werkt.

Sommige dieren vermijden gevaar met behulp van camouflage, anderen met klauwen, tanden of hoeven. En sommige insecten, spinnen, schorpioenen en slangen hebben vergiften die niet alleen kunnen verlammen, maar dood ook de aanvaller. Veel onderzoekers zijn geïnteresseerd in de complexe gifcomponenten, omdat ze kunnen worden gebruikt om tegengiffen te produceren en nieuwe medicijnen te maken. Gif bevat neurotoxines - vergiften die inwerken op het zenuwstelsel en de geleiding van zenuwimpulsen blokkeren. Deze neurotoxinen omvatten bepaalde soorten enzym fosfolipase A2.

De belangstelling van de onderzoekers voor fosfolipase A2 is te wijten aan het feit dat het dient als een marker van ontsteking. Dit betekent dat het niveau van dit enzym in het bloed stijgt bij acute ontstekingen in het lichaam. Daarom, verschillende internationale wetenschappelijke groepen proberen systemen te creëren voor het detecteren van de activiteit van fosfolipase A2.

in 2016, onderzoekers van het Laboratory of Lipid Chemistry van IBCh RAS hebben een fundamenteel nieuwe fluorescentiemethode ontwikkeld voor het detecteren van de interactie van dit enzym met een dubbele moleculaire laag van lipiden (de zogenaamde lipidendubbellaag) - de basisstructuur van het celmembraan. De methode is gebaseerd op energieoverdracht tussen twee fluorescerende kleurstoffen (fluoroforen gehecht aan de moleculen van fosfolipiden) ingebed in de lipidedubbellaag.

"Om de nieuwe ontwikkeling op zoveel mogelijk monsters te testen, we wendden ons tot het Laboratorium voor Moleculaire Toxinologie IBCh RAS, " zegt Ivan Boldyrev, een senior onderzoeker bij het Laboratorium voor Lipidenchemie. "Het hoofd van het laboratorium, Joeri Oetkin, heeft een reeks fosfolipasen A2 verzameld uit vergiften van verschillende organismen, waaronder twee heterodimere fosfolipasen A2 van Vipera nikolskii-gif. Elk van deze enzymen bestaat uit twee heterofunctionele subeenheden, polypeptideketens op een specifieke manier gevouwen. Echter, het toxische effectmechanisme van deze heterodimeren is niet duidelijk."

Het onderzoek leverde onverwachte resultaten op. Onder de werking van deze "dubbele eiwitten" (heterodimeren), fluorescentie trad niet op, zoals bij alle andere fosfolipasen, maar in plaats daarvan vervallen.

Een meer diepgaande studie met behulp van elektronenmicroscopie toonde aan dat heterodimere fosfolipasen A2 van het Vipera nikolskii-gif de aggregatie van lipidemembranen veroorzaakten, wat betekent dat ze ze aan elkaar lijmen. Echter, dit effect trad alleen op bij negatief geladen membranen.

"Ongeladen membranen zonder elektrische lading op het oppervlak combineren niet onder de werking van heterodimeren, " legt Anna Alekseeva uit, een junior onderzoeker bij het Laboratorium voor Lipidenchemie.

"We zijn erin geslaagd om de specificiteit van heterodimere fosfolipasen A2 voor negatief geladen membranen vast te stellen en bepaalde pH-omstandigheden van het medium waarop het enzym zich manifesteert, " zegt Daria Tretyakova, een doctoraat student aan het Laboratorium voor Lipidenchemie.

De nieuwe gegevens zullen helpen om het effect van meercomponenten slangengif te begrijpen, en de ontwikkelde methodologie zal veel gevraagd zijn voor het bestuderen van andere lipide-eiwitinteracties.