APEKTx1

El inhibidor de serina proteasa de tipo Kunitz, APEKTx1, es una toxina peptídica derivada de la anémona marina Anthopleura elegantissima . Esta toxina tiene una doble función: actúa como inhibidor de serina proteasa y como bloqueador selectivo y potente del poro K _v 1.1 , un canal de potasio dependiente de voltaje relacionado con Shaker .

APEKTx1 es una potente toxina purificada de la anémona de mar A. elegantissima . ^{[ 1 ]} Además de APEKTx1, se han identificado otras toxinas como APETx1 , ^{[ 2 ]} APE1-1, APE1-2, APE2-2, ApC, ^{[ 3 ]} y APETx2 ^{[ 4 ]} en A. elegantissima .

Este péptido tiene 65 aminoácidos entrecruzados por 3 puentes disulfuro y una masa molecular de 7475 Da. Actúa como monómero. La toxina pertenece a los péptidos de anémona de mar de tipo 2 que actúan sobre los canales de K dependientes de voltaje. Otras toxinas de tipo 2 son las kalicludinas de Anemonia sulcata , que bloquean selectivamente los canales K _v 1.2, ^{[ 5 ]} y la SHTX II de Stichodactyla haddoni . ^{[ 6 ]} También comparte homología estructural con el inhibidor básico de tripsina pancreática (BPTI) , un inhibidor de proteasa de tipo Kunitz muy potente, y las dendrotoxinas (DTX I y α-DTX), que son potentes inhibidores de los canales de potasio dependientes de voltaje. ^{[ 1 ]}

APEKTx1 es un bloqueador altamente selectivo del canal de potasio dependiente de voltaje K _v 1.1 sin efecto sobre otros canales de potasio probados ( K _v 1.2 , K _v 1.3 , K _v 1.4 , K _v 1.5 , K _v 1.6 , Shaker IR, K _v 2.1 , K _v 3.1 , K _v 4.2 y K _v 4.3 ). ^{[ 1 ]} APEKTx1 bloquea selectivamente los canales K _v 1.1 con un valor de IC50 de 0,9 nM, lo que lo convierte en un inhibidor entre 700 y 3000 veces más potente que los dos péptidos de anémona de mar conocidos dirigidos contra los canales K _v (kalicludinas y SHTX II). ^{[ 1 ]} Se cree que APEKTx1 interactúa con K _v 1.1 a través del residuo alifático alanina (A352), un residuo ácido glutamato (E353) y un residuo aromático tirosina (Y379), ya que una mutación en estos sitios causa una pérdida de afinidad de la toxina por K _v 1.1. ^{[ 1 ] [ 7 ]} Estos residuos se encuentran en el bucle H5 entre los dominios S5 y S6 y forman parte del poro del canal. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Además, APEKTx1 actúa como un potente inhibidor de la tripsina ( K _d = 124 nM), probablemente competitivo. Sin embargo, la inhibición de la tripsina es más potente (ya que tiene mayor afinidad) en BPTI, lo que puede explicarse por la presencia de Phe13 y Pro19 en APEKTx1, causando una interacción desfavorable. ^{[ 1 ]}

APEKTx1 actúa bloqueando el canal K _v 1.1 en su conformación abierta, sin afectar la dependencia del voltaje en la apertura del canal. ^{[ 1 ]} A diferencia de ciertas toxinas homólogas como DTX-K, APEKTx1 puede bloquear completamente la corriente de K ⁺ . Se presume que el sitio de unión de la toxina se encuentra en el lado extracelular, como lo demuestra la rápida inhibición de la corriente a través de los canales K _v 1.1 y la unión reversible tras el lavado. A diferencia de la unión irreversible de las dendrotoxinas DTX K (que son homólogas a APEKTx1), la acción de APEKTx1 es reversible. Esto posiblemente se deba a la sustitución de una lisina (ya sea Lys3 o Lys26) por una arginina neutra en APEKTx1. ^{[ 1 ]} APEKTx1 probablemente contiene una díada: un par de residuos de aminoácidos compuestos por un residuo básico y un residuo hidrofóbico separados entre sí por 6,6 ± 1,0 Å que interactúa con los residuos aromáticos en el bucle P que participan en la afinidad de interacción canal-toxina. ^{[ 1 ] [ 9 ]} La díada de APEKTx1 está formada por Arg15 y Phe13, separados por 6,2 Å, contribuyendo a la formación de una barrera física que se opone al eflujo de K ^{+ . [ 10 ]} Presumiblemente, la cadena lateral de Arg15 entra en el poro K _v 1.1 e interactúa con los residuos Asp377, mientras que Phe13 interactúa con residuos hidrofóbicos, incluido Tyr375, que está involucrado críticamente en la afinidad de interacción con las toxinas de las anémonas de mar. ^{[ 1 ] [ 11 ]}

La interacción de APEKTx1 con los canales K _v 1.1 sigue el comportamiento cinético de una reacción bimolecular, lo que significa que la velocidad de unión depende de la concentración de ambos reactivos (toxina y canal). ^{[ 1 ]}