Agitoxin

La agitoxina es una toxina presente en el veneno del escorpión Leiurus quinquestriatus hebraeus (escorpión amarillo). Otras toxinas que contiene esta especie incluyen la caribdotoxina (CTX). La CTX es un homólogo cercano de la agitoxina. ^{[ 2 ]}

La agitoxina se puede purificar utilizando técnicas de HPLC .

Estructura primaria:

Se pueden distinguir tres tipos de agitoxina, cada uno compuesto por 38 aminoácidos . Son altamente homólogos y se diferencian únicamente en la identidad de los residuos en las posiciones 7, 15, 29 y 31.

• Agitoxina-1 Gly-Val-Pro-Ile-Asn-Val-Lys-Cys-Thr-Gly-Ser-Pro-Gln-Cys-Leu-Lys-Pro-Cys-Lys-Asp-Ala-Gly-Met-Arg-Phe-Gly-Lys-Cys-Ile-Asn-Gly-Lys-Cys-His-Cys-Thr-Pro-Lys (GVPINVKCTGSPQCLKPCKDAGMRFGKCINGKCHCTPK, peso molecular = 4014,87 Da , fórmula molecular = C ₁₆₉ H ₂₇₈ N ₅₂ O ₄₇ S ₇ )
• Agitoxina-2 Gly-Val-Pro-Ile-Asn-Val-Ser-Cys-Thr-Gly-Ser-Pro-Gln-Cys-Ile-Lys-Pro-Cys-Lys-Asp-Ala-Gly-Met-Arg-Phe-Gly-Lys-Cys-Met-Asn-Arg-Lys-Cys-His-Cys-Thr-Pro-Lys (GVPINVSCTGSPQCIKPCKDAGMRFGKCMNRKCHCTPK, peso molecular = 4090,95 Da, fórmula molecular = C ₁₆₉ H ₂₇₈ N ₅₄ O ₄₈ S ₈ )
• Agitoxina-3 Gly-Val-Pro-Ile-Asn-Val-Pro-Cys-Thr-Gly-Ser-Pro-Gln-Cys-Ile-Lys-Pro-Cys-Lys-Asp-Ala-Gly-Met-Arg-Phe-Gly-Lys-Cys-Met-Asn-Arg-Lys-Cys-His-Cys-Thr-Pro-Lys (GVPINVPCTGSPQCIKPCKDAGMRFGKCMNRKCHCTPK, peso molecular = 4100,98 Da, fórmula molecular = C ₁₇₁ H ₂₈₀ N ₅₄ O ₄₇ S ₈ , número CAS 155646-23-4)

Estructura secundaria y terciaria:

La agitoxina consta de una lámina beta antiparalela de triple hebra, en la que la hebra C-terminal se sitúa en el centro, y una hélice alfa que cubre una de las caras de la lámina beta (véase la imagen de la derecha). Las cadenas laterales de cisteína conectan la lámina beta y la hélice mediante enlaces disulfuro para formar el núcleo de la molécula.

El plegamiento de la agitoxina es homólogo a los plegamientos previamente determinados de las toxinas del veneno de escorpión, clasificadas como "toxinas cortas de escorpión" por Pfam . Este plegamiento, y la ubicación de los enlaces disulfuro, son un elemento común entre las toxinas de artrópodos. La estructura de la agitoxina-2 se ha determinado mediante RMN. ^{[ 1 ]}

La agitoxina se une al canal de K ⁺ Shaker en Drosophila _, así como a su homólogo en mamíferos. Bloquea este canal uniéndose con alta afinidad ( Kd < 1 nmol / L ) a su vestíbulo externo.  

Esta alta afinidad por el canal 'Shaker K' depende de los residuos Arg ²⁴ , Lys ²⁷ y Arg ^{31. [ 1 ]} La capacidad de la agitoxina para bloquear el canal 'Shaker K' sugiere un mecanismo de acoplamiento en el que la toxina se asienta sobre el canal y luego impide su apertura mediante movimientos flexibles de las cadenas laterales , lo que permite la formación de diversos complejos proteína-proteína. ^{[ 3 ]} Se ha descubierto que AgTx2 experimenta cambios conformacionales cuando se une al canal 'Shaker K', lo que sugiere que el modelo de ajuste inducido puede estar presente en la interacción toxina-canal. Este modo de interacción se corresponde con las cadenas laterales flexibles y las explica. ^{[ 4 ]} La composición de aminoácidos de la toxina determina la forma en que cada una interactúa con los canales Shaker K. ^{[ 1 ]}

En la agitoxina, por ejemplo, la arginina interactúa electrostáticamente con el aspartato del canal 'Shaker K'. ^{[ 1 ]} El bloqueo final del poro en el canal Shaker K+ ocurre a través de la cadena lateral de Lys ^{27. [ 3 ]} Lys 27 interactúa con el Shaker K taponando el filtro de selectividad y formando enlaces de hidrógeno con los carbonilos de Tyr ³⁹⁵ de cada subunidad del canal de potasio. ^{[ 5 ] Importantes enlaces de hidrógeno estabilizadores entre varios residuos en AgTx2 y las subunidades del canal mantienen unido el complejo toxina} -canal. Las mutaciones en Arg24Ala, Lys27Met y Asn30Ala aumentaron la disociación, o ruptura, del complejo, lo que sugiere que todos desempeñan funciones importantes en el mantenimiento de la toxina en el canal. ^{[ 5 ]}