Двудоменные токсины ядов пауков

• Автор: Сачкова, Мария Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Оглавление
Введение
Обзор литературы
1. Введение
2. Состав яда пауков
2.1 Белковые компоненты яда
2.2 Пептидные компоненты яда
2.2.1 Однодоменные токсины
2.2.2 Двудоменные токсины
3. Организация белков-предшественников токсинов
4. Гены токсинов животных
4.1 Гены токсинов пауков
4.1.1 Гены пептидных токсинов
4.1.2 Г ены белковых токсинов
4.2 Гены токсинов скорпионов
4.3 Гены токсинов моллюсков конусов
4.4 Гены токсинов змей
4.5 Г ены токсинов морских анемон
5. Эволюция токсинов белковой/пептидной природы
5.1 Откуда берутся токсины?
5.2 Молекулярные механизмы эволюции токсинов
5.2.1 Конусы
5.2.2 Змеи
5.2.3 Скорпионы
5.2.4 Пауки
5.2.5 Морские анемоны
5.3 Заключение
Материалы и методы
1. Материалы
1.1 Неорганические вещества
1.2 Органические вещества
1.3 Реактивы для молекулярной биологии
1.4 Клеточные линии

1.5 Питательные среды и их составляющие
2. Методы
2.1 Получение двудоменных токсинов и их производных
2.1.1 Выделение двудоменных токсинов из цельных ядов
2.1.2 Химический синтез пептидов
2.1.3 Получение рекомбинантных пептидов
2.2 Аналитические методы
2.2.1 Определение первичной структуры пептидов
2.2.2 Исследование вторичной структуры пептидов методом спектроскопии
кругового дихроизма
2.2.3 Определение концентрации пептидов
2.2.4 Масс-спектрометрия
2.2.5 Методы биоинформатики
2.3 Изучение функциональной активности пептидов
2.3.1 Взаимодействие с искусственными мембранами
2.3.2 Биологическая активность
2.4 Работа с кДНК и геномной ДНК
2.4.1 Библиотеки кДНК из ядовитых желез
2.4.2 Выделение ДНК и РНК из ядовитых желез пауков
2.4.3 Амплификация кДНК и фрагментов геномной ДНК и секвенирование
2.4.4 Анализ нуклеотидных последовательностей
Результаты
1. Токсины пауков рода Охуоре
1.1 Выделение двудоменных токсинов
1.2 Определение последовательности ОПх
1.3 Анализ последовательности ОПх
1.4 Структура белков-предшественников ОПх
1.5 Получение полноразмерного ОРГх 1а и его фрагментов
1.5.1 Получение ОПх 1а
1.5.2 Получение 01Тх 1а-АМР
1.5.3 Получение ОПх 1а-1СК
1.6 Вторичная структура ОПх 1а
1.7 Биологическая активность ОПх 1 а и его производных
2. Гены двудоменных токсинов пауков рода Охуорез

2.1 Анализ последовательностей кДНК из ядовитых желез пауков Охуоре.ч
2.2 Структура генов спайдеринов
2.3 Молекулярная эволюция двудоменных токсинов Охуорез
3. Выделение новых двудоменных токсинов из яда паука С. рипсіогіит
4. Гены двудоменных токсинов С. рипсіогіит
4.1 Анализ последовательностей кДНК из ядовитых желез паука С. рипсіогіит
4.2 Структура генов СрТх-подобных токсинов
4.3 Молекулярная эволюция двудоменных токсинов С. рипсіогіит
5. Двудоменные токсины паука Ь. ІагаЬаеуі
Обсуждение
1. Получение рекомбинантных полипептидов
2. СКТх-подобные токсины Охуореь• - новый класс двудоменных токсинов
2.1 Двудоменная структура токсинов ОСГх
2.2 И-концевой модуль СНТх 1 а — мощный цитолитический токсин
3. Синергизм в основе активности цитоинсектотоксинов Ь. 1агаЪаеч
4. Разнообразие двудоменных токсинов
4.1 Двудоменные токсины Охуорв
4.2 Двудоменные токсины С. рипсіогіит
5. Безинтронные гены двудоменных токсинов
6. Молекулярная эволюция двудоменных токсинов
6.1 Анализ типов отбора, действующего на двудоменные токсины
6.2 Возникновение токсинов типа АМР+ІСК у Охуорея
6.3 Возникновение токсинов типа ІСК+ІСК. у СЬеігасстІкіит
Выводы
Список литературы
Благодарности

представлены и разнообразны дисульфид-богатые белки (калликрсины и пацифастины) [140,141]. У пауков был зафиксирован случай горизонтального переноса генов. Сфинго-миелиназа Э пауков рода Ьохозсекз — единственный известный случай присутствия этого фермента в царстве животных. Скорее всего, паук приобрел его путем горизонтального переноса генов от бактерий рода СогупеЬас1епа [142].
Процесс превращения «обычных» белков в токсины у беспозвоночных изучен менее подробно, чем у змей. Короткие дисульфид-богатые пептиды скорпионов, модулирующие ионные каналы, скорее всего, произошли от дефензинов с антифунгальной функцией, входящих в систему врожденного иммунитета [143-145]. Ноттиновые токсины играют важную роль в ядах пауков и моллюсков конусов, а также они встречаются в яде скорпионов. Было сделано предположение, что все ноттиновые токсины животных имеют общее эволюционное происхождение [146]. Для многих других коротких пептидных токсинов беспозвоночных, в отличие от дизинтегринов и трехпетсльных токсинов змей, предков обнаружено не было.
Изучение ядов разных групп животных показало, что большое количество дисуль-фидных связей значительно повышает шансы белка превратиться в токсин. Они стабилизируют пространственную структуру белка, освобождая другие аминокислотные остатки от этой функции и позволяя им подвергаться ускоренной эволюции. Такие молекулы эффективно участвуют в «гонке вооружений» и быстро приобретают новые функции [134,136].
5.2 Молекулярные механизмы эволюции токсинов
Неоднократно сообщалось, что токсины в составе ядов разных животных очень разнообразны. Не только яды пауков, но и других беспозвоночных (скорпионов, моллюсков конусов) и позвоночных (змей) содержат т. н. комбинаторные библиотеки пептидов [80,147-149]. Движущая сила эволюции токсинов - «гонка вооружений» между ядовитым животным и его жертвой: хищник «изобретает» разнообразные токсины, эффективно и селективно действующие на жизненно важные мишени жертвы, которая, в свою очередь, «старается» защититься от их действия, вводя мутации в белки-мишени. Вероятно, именно поэтому единственный относительно хорошо изученный яд млекопитающего, утконоса ОтНИогИупсЬиэ апаЧпш, несколько отличается в эволюционных механизмах [150]: утконос не использует свой яд для добычи пищи. Здесь мы рассмотрим молекулярные механизмы формирования разнообразия токсинов.