Calitoxina
Calitoxina
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| Página de dados suplementares | |||||||||
| Estrutura e propriedades | n, εr, etc. | ||||||||
| Dados termodinâmicos | Phase behaviour Solid, liquid, gas | ||||||||
| Dados espectrais | UV, IV, RMN, EM | ||||||||
| Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão. Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde. | |||||||||
A calitoxina, também conhecida como CLX, é uma neurotoxina da anêmona-do-mar [en] produzida pela anêmona-do-mar Calliactis parasitica [en]. Ela afeta caranguejos e polvos, entre outros invertebrados. Foram identificados dois isomorfos (CLX-1 e CLX-2), ambos formados a partir de precursores armazenados nas células urticantes da anêmona. Após ativação e liberação, a toxina causa paralisia ao aumentar a liberação de neurotransmissores nas junções neuromusculares de invertebrados. Junto com outras toxinas derivadas de anêmonas, a calitoxina é valiosa em pesquisas sobre canais iônicos. Certos aspectos estruturais da calitoxina são distintos de outras toxinas de anêmonas-do-mar que também afetam os canais de sódio. Outras toxinas semelhantes à calitoxina funcionam de maneiras completamente diferentes.
Origem e descoberta
A calitoxina é uma neurotoxina altamente potente produzida pela anêmona-do-mar C. parasitica, armazenada nos nematocistos de suas células urticantes.[1] Essa anêmona pertence à família Hormathiidae e é encontrada nas costas europeias do
| Calitoxin-1 | |
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| Indicadores | |
| Organismo | |
| Símbolo | CLX-1 |
| UniProt | P14531 |
Oceano Atlântico e no Mar Mediterrâneo.[2] O nome calitoxina deriva do organismo do qual a toxina foi isolada. A toxina foi isolada por uma equipe de pesquisadores em Nápoles, Itália, a partir de animais coletados na golfo de Nápoles. A equipe isolou o polipeptídeo por meio de uma série de centrifugações até que o sobrenadante perdesse a atividade tóxica. O sedimento resultante foi purificado utilizando as técnicas de cromatografia líquida, cromatografia de exclusão de tamanho [en] e
| Calitoxin-2 | |
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| Indicadores | |
| Organismo | |
| Símbolo | CLX-2 |
| UniProt | P49127 |
focalização cromática [en].[3] A equipe então sequenciou a cadeia polipeptídica purificada. Eles também publicaram detalhes sobre os efeitos da toxina in vitro em preparações de tecidos de crustáceos, incluindo nervos e músculos. Suas descobertas foram publicadas na revista Biochemistry [en] em 1989.[2]
Estrutura e química
| Calitoxina | |
|---|---|
| Indicadores | |
| Símbolo | Toxin_4 |
| Pfam | PF00706 |
| InterPro | IPR000693 |
A calitoxina possui um ponto isoelétrico em pH 5,4.[1] Sua sequência de aminoácidos é significativamente diferente de outras toxinas conhecidas de anêmonas-do-mar. Existem dois genes conhecidos que codificam duas calitoxinas altamente homólogas: CLX-1 e CLX-2. Ambas originam-se de um peptídeo precursor de 79 aminoácidos, onde o C-terminal determina se será a CLX-1 ou a CLX-2 madura. As toxinas ativadas consistem em 46 aminoácidos com três ligações dissulfeto.[4] Pesquisadores suspeitam que as toxinas são armazenadas como precursores em cnidócitos. Sob o efeito de algum estímulo desencadeador, o precursor é modificado e liberado na forma ativa. O padrão dos sítios de clivagem visados durante a maturação do peptídeo sugere que a estrutura quaternária ativa pode ser um tetrapeptídeo.[3]
| Isomorfo | Sequência | Localizações das pontes dissulfeto |
|---|---|---|
| Precursor CLX-1 | MKTQVLALFV LCVLFCLAES RTTLNKRNDI EKRIECKCEG DAPDLSHMTG TVYFSCKGGD GSWSKCNTYT AVADCCHQA |
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| Precursor CLX-2 | MKTQVLAVFV LCVLFCLAES RTTLNKRIDI AKRIECKCKG DAPDLSHMTG TVYFSCKGGD GSWSKCNTYT AVADCCHQA |
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A calitoxina e outras toxinas de anêmonas-do-mar são usadas em estudos de canais iônicos, com possíveis aplicações em pesquisas biomédicas e fisiológicas.[7][3] Na CLX madura, uma substituição de par de bases é responsável pela substituição de um único ácido glutâmico por lisina na região codificante da CLX-2, resultando na diferença entre os dois isomorfos. A organização estrutural desses dois genes mostra um alto grau de homologia, sugerindo que os dois peptídeos têm a mesma função biológica. Isso ainda não pode ser confirmado, pois apenas a CLX-1 foi isolada de C. parasitica.[1] A calitoxina apresenta uma sequência muito diferente de outra toxina de anêmona-do-mar que se liga a canais de sódio, a ATX-II [en], produzida pela Anemonia sulcata [en], uma espécie distantemente relacionada.[8] Uma melhor compreensão dessas diferenças pode oferecer insights sobre a função de resíduos de aminoácidos específicos.[1] Apesar de sequências genéticas marcadamente diferentes, a CLX-1 afeta os potenciais de axônios de crustáceos de maneira semelhante a outras duas classes de toxinas de anêmonas. Por outro lado, certos aspectos da estrutura dos genes da CLX são encontrados em toxinas de escorpião [en] e em outras toxinas de anêmonas-do-mar que bloqueiam canais de potássio.[9]
Alvo e atividade
A calitoxina provoca uma liberação massiva de neurotransmissores nas terminações nervosas da junção neuromuscular, o que causa forte contração muscular e até paralisia. O alvo exato da calitoxina ainda não foi totalmente esclarecido; como ela tem uma ação semelhante à de toxinas de Anemonia sulcata na junção neuromuscular, a calitoxina pode retardar a inativação de canais de sódio controlados por voltagem [en] em neurônios motores. A calitoxina foi testada quanto à sua atividade no caranguejo Carcinus mediterraneus. A toxina purificada foi injetada no hemocelo do caranguejo. Uma dose mínima de 0,2 μg de toxina desencadeou contrações musculares no caranguejo, causando paralisia em 1 minuto. A dose letal mediana (DL50) é desconhecida.[2]
Função na natureza
As anêmonas-do-mar produzem toxinas, como a calitoxina, em suas células urticantes. Essas células contêm organelas chamadas nematocistos. Quando acionados, ocorre uma resposta de envenenamento. Isso pode resultar em ferimentos a organismos-alvo, incluindo a captura de presas, defesa contra predadores ou agressores da mesma espécie.[4] Em seu ambiente natural, a Calliactis parasitica pode estabelecer uma relação mutualística com o caranguejo-eremita Pagurus bernhardus [en]. A anêmona-do-mar identifica conchas habitadas pelo P. bernhardus e se fixa a elas. A Calliactis parasitica oferece proteção ao caranguejo, picando ou intimidando potenciais predadores. Polvos evitam conchas com C. parasitica.[10] Em troca dessa proteção, a anêmona-do-mar ganha acesso a uma maior distribuição de fontes de alimento, à medida que o caranguejo se move pelo fundo do oceano.[11]
Referências
- ↑ a b c d Spagnuolo A, Zanetti L, Cariello L, Piccoli R (Janeiro de 1994). «Isolation and characterization of two genes encoding calitoxins, neurotoxic peptides from Calliactis parasitica (Cnidaria)». Gene. 138 (1–2): 187–91. PMID 7510258. doi:10.1016/0378-1119(94)90805-2
- ↑ a b c Cariello L, de Santis A, Fiore F, Piccoli R, Spagnuolo A, Zanetti L, Parente A (Março de 1989). «Calitoxin, a neurotoxic peptide from the sea anemone Calliactis parasitica: amino acid sequence and electrophysiological properties». Biochemistry. 28 (6): 2484–9. PMID 2567180. doi:10.1021/bi00432a020
- ↑ a b c Rappuoli R, Montecucco C (29 de Maio de 1997). Guidebook to Protein Toxins and Their Use in Cell Biology. [S.l.]: Oxford University Press, UK. pp. 139–. ISBN 978-0-19-154728-7
- ↑ a b Kastin AJ (2006). Manual de Peptídeos Biologicamente Ativos. Amsterdã: Academic Press. pp. 363–364. ISBN 0-12-369442-6
- ↑ «Calitoxina-1». UniProt
- ↑ «Calitoxina-2». UniProt
- ↑ Nagai H (2012). «Edição Especial "Toxinas de Anêmonas-do-Mar"». Marine Drugs
- ↑ Q. Ashton Acton (2013). Kastin AJ, ed. Manifestações Neurológicas—Avanços em Pesquisa e Tratamento. [S.l.]: ScholarlyEditions. p. 60. ISBN 9781481678049
- ↑ Moran Y, Gordon D, Gurevitz M (Dezembro de 2009). «Sea anemone toxins affecting voltage-gated sodium channels--molecular and evolutionary features». Toxicon. 54 (8): 1089–101. Bibcode:2009Txcn...54.1089M. PMC 2807626
. PMID 19268682. doi:10.1016/j.toxicon.2009.02.028
- ↑ Hanlon RT, Messenger JB (1998). «Aprendizado e o desenvolvimento do comportamento». Comportamento de Cefalópodes. [S.l.]: Cambridge University Press. pp. 132–148. ISBN 978-0-521-64583-6
- ↑ Fish J, Fish S (2011). «Calliactis parasitica (Couch)». Guia do Estudante para o Litoral 3ª ed. [S.l.]: Cambridge University Press. p. 96. ISBN 978-0-521-72059-5