Исследователи из Института биоорганической химии РАН и МФТИ совместно с коллегами из Китая нашли эффективный способ получения паучьего токсина ProTx-I с помощью бактерий. Это вещество из яда перуанского тарантула может стать основой для обезболивающих препаратов нового поколения. Об этом интернет-газете «ЖУК» сообщили в пресс-службе МФТИ.
Токсин ProTx-I, который содержится в яде паука Thrixopelma pruriens, интересен учёным тем, что он избирательно блокирует ионные каналы, отвечающие за передачу болевых сигналов (NaV1.7, NaV1.8, TRPA1). Однако его молекула имеет сложную структуру — так называемый «ингибиторный цистиновый узел», — которую трудно воспроизвести в лаборатории.
Чтобы решить эту проблему, биохимики опробовали несколько методов синтеза пептида в трансгенных бактериях E. coli. Попытки получить токсин в цитоплазме клеток привели к нарушению его пространственной структуры. Успеха удалось добиться двумя альтернативными путями: через синтез в составе телец включения с последующим «приведением в порядок» молекул, а также с помощью секреции белка в периплазматическое пространство бактерии.
Полученные образцы проверили на ооцитах (клетках) шпорцевой лягушки, в которые встроили гены человеческих рецепторов. Выяснилось, что добавление всего одной лишней аминокислоты к молекуле токсина резко снижает его активность.
«Мы разработали эффективную систему бактериальной продукции токсина ProTx-I, и это открывает широкие перспективы для изучения того, как токсин влияет на функционирование канала. Например, полученные образцы сразу помогли нам выявить интересные особенности токсина. Изучая его влияние на ионные токи через мембраны ооцитов Xenopus, экспрессирующих каналы TRPA1 крысы и человека, мы выявили критическую роль N-концевого участка для функциональности токсина», — пояснила Екатерина Люкманова, профессор кафедры физико-химической биологии и биотехнологии Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ.
Исследование провели при поддержке Российского научного фонда. Результаты экспериментов опубликованы в научном журнале Acta Naturae. В перспективе открытие поможет создавать анальгетики, которые воздействуют на организм точнее современных обезболивающих.
Ранее схожие разработки велись и в других регионах России. Например, учёные ПНИПУ. синтезировали новый класс химических соединений с выраженным обезболивающим эффектом. Созданные вещества оказались как минимум в три раза менее токсичными для организма, чем широко распространённый диклофенак натрия.