Исследование co-led Руншэн Цзинем, преподавателем физиологии & биофизики в Калифорнийском университете, Ирвине; Минь Дун с Бостоном Детская Медицинская школа Больницы-Гарварда; и Андреас Руммель с Ганноверской Медицинской школой в Германии, показывает важный общий механизм, которым болезнетворный микроорганизм привлечен к, приспосабливается к и использует в своих интересах модификации гликана в поверхностных рецепторах, чтобы вторгнуться в мотонейроны. Гликаны – цепи сахара, синтезируемого клетками для их развития, роста, функционирования или выживания.
Результаты появляются 13 июня по своей природе Структурная и Молекулярная биология.«Наши результаты показывают новую парадигму постоянной патогенной хозяином гонки вооружений, где болезнетворный микроорганизм разрабатывает умную стратегию, чтобы достигнуть очень определенного закрепления с рецептором хозяина, также терпя генетические изменения на рецепторе», сказал Чжин. «И в некоторой степени, этот механизм, которым токсин нападает на человека, подобен тому, который используется некоторыми важными широко нейтрализующими человеческими антителами, чтобы бороться с вирусами, такими как вирусы денге и ВИЧ».Нейротоксин Botulinum (BoNT/A), обычно известный как токсин Ботокса, широко используется в ослабленной форме для лечения различных заболеваний, а также для косметики. Клинический Ботокс продукта содержит чрезвычайно низкие дозы токсина и безопасен использовать.
Но в более высоких дозах, это может быть смертельно, и это также классифицировано как потенциальный биотеррористический агент.Его потенция и терапевтические эффекты полагаются на его экстраординарную способность предназначаться для мотонейронов и впоследствии нейромедиаторов освобождения от работы, которые управляют движением мышечного волокна, которое может привести к параличу. Это определенное планирование достигнуто очень отборными взаимодействиями между токсином и его рецепторами – белки хозяина, которые связывают с токсином в замке и ключевом способе.
Запутанная деталь того, как токсин Ботокса признает свои рецепторы также, показывает новые пути к нейтрализации этих смертельных токсинов. «С этой новой структурной информацией», сказал Раммель, «мы смогли точно определить ключевые аминокислоты в токсине, которые требуются для закрепления с сахаром, и мы нашли, что даже видоизменение единственной аминокислоты достаточно, чтобы отменить токсичность сгибом больше чем миллиона».Замечательно, недавно нанесенный на карту связывающий участок гликана оказывается также местом, признанным мощным человеческим антителом нейтрализации под названием CR2/CR1, который в настоящее время находится в клиническом испытании за лечение и профилактику отравления BoNT/A. «Это антитело борется с токсином точно, препятствуя тому, чтобы он связал с сахаром на рецепторе.
Наше исследование таким образом предоставляет новую стратегию дизайна ингибитора антитоксина», заявила Dong.