Черная вдова — один из самых страшных видов пауков. Его яд — коктейль из семи различных токсинов, которые атакуют нервную систему. Исследователи попытались разобраться, какие изменения он вызывает на атомарном уровне.
Латротоксины парализуют насекомых и ракообразных, но один из них, α-латротоксин, нацелен на позвоночных и ядовит для человека. Он мешает передаче сигналов в нервной системе. Как только α-латротоксин связывается со специфическими рецепторами синапсов — контактов между нейронами и мышцами — ионы кальция начинают бесконтрольно поступать внутрь пресинаптических мембран сигнальных клеток. Это провоцирует массовый выброс нейромедиаторов, что приводит к сильным мышечным сокращениям и спазмам.
За этим процессом стоит сложный механизм. Ученые из Университета Мюнстера расшифровали структуру α-латротоксина до и после попадания в мембрану с разрешением, близким к атомарному, сообщает Phys.org. Чтобы лучше понять механизм притока кальция в пресинаптическую мембрану, ученые использовали высокопроизводительную криоэлектронную микроскопию и компьютерное моделирование молекулярной динамики.
Оказалось, что, прицепившись к рецептору, токсин сильно меняет свою форму. Часть молекулы токсина превращается в своего рода иглу, которая прокалывает клеточную мембрану. Эта игла создает в мембране маленькое отверстие, через которое могут проходить только ионы кальция. Компьютерное моделирование показало, что кальций проникает в клетку через специальный «шлюз» в этой поре.
Теперь ученые лучше понимают, как работает α-латротоксин. Токсин имитирует функцию кальциевых каналов пресинаптической мембраны весьма сложным образом. Поэтому он отличается от всех ранее известных токсинов. У латротоксинов большой биотехнологический потенциал: с их помощью можно разрабатывать улучшенные антидоты, методы лечения паралича и новые биопестициды.
Ранее ученые нашли жуткого паука-манипулятора.
