Ryska forskare rapporterar att enzymet fosfolipas A2 från giftet Vipera nikolskii kan fästa vid lipidmembran och orsaka deras aggregering, även om enzymets aktivitet är specifikt blockerad. Detta beror på närvaron av två bindningsställen i enzymstrukturen. Publicerad i tidskriften Toxikon , resultaten hjälper till att förstå hur flerkomponents ormgift fungerar.

Vissa djur undviker fara med hjälp av kamouflage, andra med klor, tänder eller hovar. Och några insekter, spindlar, skorpioner och ormar har gifter som inte bara kan förlama, men också döda angriparen. Många forskare är intresserade av de komplexa giftkomponenterna, eftersom de kan användas för att producera motgift och skapa nya läkemedel. Gifter innehåller neurotoxiner – gifter som verkar på nervsystemet och blockerar ledningen av nervimpulser. Dessa neurotoxiner inkluderar vissa typer av enzym fosfolipas A2.

Forskarnas intresse för fosfolipas A2 beror på att det fungerar som en markör för inflammation. Det betyder att nivån av detta enzym i blodet stiger vid akut inflammation i kroppen. Därför, flera internationella vetenskapliga grupper försöker skapa system för att detektera aktiviteten av fosfolipas A2.

2016, forskare vid Laboratory of Lipid Chemistry vid IBCh RAS har utvecklat en fundamentalt ny fluorescensmetod för att detektera interaktionen mellan detta enzym och ett dubbelmolekylärt lager av lipider (det så kallade lipiddubbelskiktet) – cellmembranets grundstruktur. Metoden bygger på energiöverföring mellan två fluorescerande färgämnen (fluoroforer fästa vid fosfolipidmolekylerna) inbäddade i lipiddubbelskiktet.

"För att testa den nya utvecklingen på så många prover som möjligt, vi vände oss till Laboratory of Molecular Toxinology ICBh RAS, säger Ivan Boldyrev, en senior forskare vid Laboratory of Lipid Chemistry. "Laboratoriets chef, Yuri Utkin, har samlat in en uppsättning fosfolipaser A2 från gifter från olika organismer, inklusive två heterodimera fosfolipaser A2 från Vipera nikolskii gift. Vart och ett av dessa enzymer består av två heterofunktionella subenheter, polypeptidkedjor veckade på ett specifikt sätt. Dock, den toxiska effektmekanismen för dessa heterodimerer är inte klar."

Forskningen gav oväntade resultat. Under verkan av dessa "dubbla proteiner" (heterodimerer), fluorescens inträffade inte, som med alla andra fosfolipaser, men i stället förföll.

En mer djupgående studie med elektronmikroskopi visade att heterodimera fosfolipaser A2 från Vipera nikolskii-giftet orsakade aggregering av lipidmembran, vilket innebär att de limmar ihop dem. Dock, denna effekt uppträdde endast med negativt laddade membran.

"Oladdade membran utan elektrisk laddning på ytan kombineras inte under inverkan av heterodimerer, " förklarar Anna Alekseeva, en yngre forskare vid Laboratory of Lipid Chemistry.

"Vi lyckades fastställa specificiteten för heterodimera fosfolipaser A2 för negativt laddade membran och bestämda pH-förhållanden för mediet där enzymet manifesterar sig, " säger Daria Tretyakova, en Ph.D. student vid Laboratoriet för lipidkemi.

De nya uppgifterna kommer att hjälpa till att förstå effekten av flerkomponents ormgift, och den utvecklade metodiken kommer att efterfrågas för att studera andra lipid-proteininteraktioner.