Grandinform Латвия
Интернет газета,
частные публикации
Российские учёные выделили уникальный токсин из яда гадюки
Уникальное вещество, входящее в состав яда редчайшей змеи – бирманской гадюки, удалось получить учёным из Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова.
Оно может стать основой лекарств нового поколения, избирательно действующих на мышечные рецепторы, или использоваться в косметологии для разглаживания морщин.

Змеиный яд – одно из древнейших лекарств. Недаром змея, обвивающая чашу, – эмблема медицины. Препараты на основе ядов можно использовать при лечении ревматизма, спазма сердечных сосудов, бронхиальной астмы и других заболеваний. Яды состоят из множества компонентов, любой из которых может обладать уникальным специфическим действием. Их биохимический состав исследуют более полувека, и, казалось бы, всё, что возможно, уже открыто и подробно изучено, однако специалисты убеждены, что змеиные яды таят в себе ещё много полезного, поэтому учёные продолжают поиски.

Сотрудники лаборатории молекулярной токсинологии Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН более десяти лет ищут в ядах змей пептиды и белки с новыми фармакологическими свойствами. Совсем недавно, в ходе совместного исследования с коллегами из Вьетнама, Германии, Австрии и Великобритании такое соединение было обнаружено: из яда бирманской гадюки Azemiops feae учёные выделили пептид, названный аземиопсином, который вызывает расслабление скелетной мускулатуры. Токсины, обладающие подобным действием, содержатся в ядах кобр, однако аземиопсин обладает уникальной структурой, благодаря которой работать с ним гораздо проще, чем с другими токсинами со сходными свойствами.

Редкие бирманские гадюки попали в поле зрения исследователей потому, что об их токсинах ни биохимики, ни медики практически ничего не знали. Этих ядовитых змей герпетологи отлавливали в Северном Вьетнаме. «Чтобы найти новый пептид или белок, нужно провести характеристику состава яда, то есть разделить его на составляющие и определить какие-либо характеристики белков и пептидов, например молекулярную массу, позволяющие отнести их к уже известным структурным типам. Другой подход – это целенаправленно искать соединения, действующие на определённую биологическую мишень. Мы используем оба эти подхода», – рассказал STRF.ru руководитель лаборатории молекулярной токсинологии доктор химических наук Юрий Уткин.

Исследователи Владислав Старков (слева) и Юрий Уткин в Хошимине перед чтением лекций














Разделив яд бирманской гадюки на составляющие, исследователи выделили небольшой пептид с молекулярной массой 2540 Да. Он оказался токсичным: мыши после получения дозы такого яда погибали. Пептид назвали аземиопсином по родовому названию змеи. Токсины ядов действуют на клеточные рецепторы. Учёные исследовали специфичность аземиопсина к разным типам никотиновых холинорецепторов (они регулируют сокращение мышц, воспаление, когнитивные и некоторые другие процессы), и установили, что аземиопсин избирательно действует на мышечные рецепторы взрослых людей, воспринимающие сигналы нервной системы. Аземиопсин блокирует эти рецепторы и вызывает расслабление скелетной мускулатуры. Эффективность воздействия зависит от дозы.

Препараты, вызывающие расслабление скелетной мускулатуры, называются миорелаксантами. Способность предотвратить рефлекторное сокращение мышц очень важна в хирургии и анестезиологии, так как напряжённые мышцы нередко мешают проводить операцию и вводить необходимые препараты. Аземиопсин мог бы стать основой для нового миорелаксанта. Однако получение яда – трудоёмкое и рискованное занятие. В неволе змеи размножаются плохо, отлавливать их в природе опасно, а процедура забора яда травмирует рептилию. Кроме того, состав яда у одной и той же змеи меняется в зависимости от возраста, пола, времени года и других факторов. Гораздо удобнее было бы синтезировать пептид в лабораторных условиях. К сожалению, это не всегда просто сделать.

Все известные природные нейротоксины, взаимодействующие с никотиновыми холинорецепторами, имеют в своём составе серосодержащую аминокислоту цистеин и от двух до пяти дисульфидных связей, благодаря которым образуют сложную пространственную структуру. Когда учёные синтезируют такой пептид или пытаются его модифицировать, чтобы улучшить его свойства, они вынуждены заботиться о том, чтобы эту структуру сохранить, иначе пептид теряет биологическую активность. Такое ограничение чрезвычайно затрудняет работу. Аземиопсин стал счастливым исключением. Он состоит всего из 21 аминокислоты, причём не содержит цистеина и дисульфидных связей не образует. Его молекула не имеет сложных петель, синтезировать и модифицировать ее значительно проще.
Исследователи надеются создать на основе аземиопсина новый миорелаксант, но для этого предстоит оптимизировать структуру пептида и провести множество биологических испытаний. Второе перспективное направление практического применения аземиопсина – разработка косметического препарата для уменьшения мимических морщин.

«Блокирование никотиновых холинорецепторов приводит к расслаблению мускулатуры и, как следствие, к уменьшению морщин. Мы на базе малого предприятия “Синейро”, компании, созданной при участии ИБХ РАН, оптимизировали структуру активного соединения и готовим испытания крема на его основе», – говорит Юрий Уткин.

Работа поддержана 7-ой рамочной программой Европейского Союза по развитию научных исследований и технологий, Минобрнауки России, РФФИ и программой Wellcome Trust.

Источник информации:
Utkin Y.N., Weise C., Kasheverov I.E., Andreeva T.V., Kryukova E.V., Zhmak M.N., Starkov V.G., Hoang N.A., Bertrand D., Ramerstorfer J., Sieghart W., Thompson A.J., Lummis S.C., Tsetlin V.I., Azemiopsin from Azemiops feae viper venom, a novel polypeptide ligand of nicotinic acetylcholine receptor. J. Biol. Chem., 2012, 287, 27079–27086.


Автор статьи: Резник Наталья.

24.02.2013
0
LivejournalVKTwitterFacebookСделать закладку Модератор