Russian Journal of Bioorganic ChemistryRussian Journal of Bioorganic ChemistryБиоорганическая химия0132-34231998-2860The Russian Academy of Sciences67061910.31857/S0132342323030156PDSQUEArticlesСтатьиA New Peptide from the Venom of the Madagascar Cat-Eyed Snake Madagascarophis colubrinus Blocks Nicotinic Acetylcholine ReceptorНовый пептид из яда мадагаскарской кошачьеглазой змеи Madagascarophis colubrinus блокирует никотиновый холинорецепторKryukovaE. V.КрюковаЕ. В.utkin@ibch.ruIvanovD. A.ИвановД. А.utkin@ibch.ruKopylovaN. V.КопыловаН. В.utkin@ibch.ruStarkovV. G.СтарковВ. Г.utkin@ibch.ruAndreevaT. V.АндрееваТ. В.utkin@ibch.ruIvanovI. A.ИвановИ. А.utkin@ibch.ruTsetlinV. I.ЦетлинВ. И.utkin@ibch.ruUtkinYu. N.УткинЮ. Н.utkin@ibch.ruShemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry Russian Academy of SciencesФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАНFKOO “Labkorp”ФКОО “Лабкорп”0105202349329630527022025Copyright ©; 2023, Е.В. Крюкова, Д.А. Иванов, Н.В. Копылова, В.Г. Старков, Т.В. Андреева, И.А. Иванов, В.И. Цетлин, Ю.Н. УткинCopyright ©; 2023, Е.В. Крюкова, Д.А. Иванов, Н.В. Копылова, В.Г. Старков, Т.В. Андреева, И.А. Иванов, В.И. Цетлин, Ю.Н. Уткин2023Е.В. Крюкова, Д.А. Иванов, Н.В. Копылова, В.Г. Старков, Т.В. Андреева, И.А. Иванов, В.И. Цетлин, Ю.Н. УткинЕ.В. Крюкова, Д.А. Иванов, Н.В. Копылова, В.Г. Старков, Т.В. Андреева, И.А. Иванов, В.И. Цетлин, Ю.Н. Уткинhttps://journals.eco-vector.com/0132-3423/article/view/670619

In screening the venoms of various snake species, we found that the venom of the Madagascar cat-eyed snake Madagascarophis colubrinus competes with α-bungarotoxin for binding to the nicotinic acetylcholine receptor from Torpedo californica. Using liquid chromatography, a peptide, called macoluxin and inhibiting the binding of the toxin to the receptor, was isolated from the venom. The amino acid sequence of this 23-amino acid peptide was determined by automatic Edman degradation. Comparison with amino acid sequences of known proteins showed that the macoluxin sequence is homologous to the α-helical region of the sequence of snake venom metalloproteinases. The peptide was synthesized by solid-phase peptide synthesis, and the study of its biological activity showed that it inhibits the binding of α-bungarotoxin to the Torpedo receptor with an IC50 of 47 μM. Macoluxin also reversibly inhibited acetylcholine-induced currents in the muscle-type nicotinic acetylcholine receptor. This is the first data on the presence in the venom of rear fanged snakes of a peptide that can inhibit the nicotinic acetylcholine receptor.

При скрининге ядов различных видов змей мы обнаружили, что яд мадагаскарской кошачьеглазой змеи Madagascarophis colubrinus конкурирует с α-бунгаротоксином за связывание с никотиновым холинорецептором Torpedo californica. С использованием жидкостной хроматографии из яда выделен пептид, ингибирующий связывание α-бунгартоксина с этим рецептором и названный маколуксином. Аминокислотная последовательность этого 23-членного пептида установлена методом автоматической деградации по Эдману. Сравнение с аминокислотными последовательностями известных белков показало, что последовательность маколуксина гомологична α-спиральному участку последовательности металлопротеиназ яда змей. Пептид маколуксин был синтезирован методом твердофазного пептидного синтеза. Исследование его биологической активности показало, что маколуксин ингибирует связывание α-бунгаротоксина с рецептором Torpedo (IC50 = 47 мкМ). Маколуксин также обратимо ингибировал токи, вызванные ацетилхолином в никотиновом холинорецепторе мышечного типа человека. Это первые данные о наличии в яде заднебороздчатых змей пептида, способного ингибировать никотиновый холинорецептор.

Madagascar cat-eyed snakevenomnicotinic acetylcholine receptorpeptideinhibitormacoluxinмадагаскарская кошачьеглазая змеяядникотиновый холинорецепторпептидингибитормаколуксинMadagascarophis colubrinus (Schlegel, 1837) // The Reptile Database, 2022. https://reptile-database.reptarium.cz/species?genus= Madagascarophis&species=colubrinus&search_param= %28%28genus%3D%27madagascarophis%27%29%29Domergue C.A. // Bull. Mus. Natn. Hist. Nat., Paris. 1987. V. 9. P. 455–489.Domergue C.A. // Bull. Acad. Malgache. 1962. V. 40. P. 97–98.Dashevsky D., Debono J., Rokyta D., Nouwens A., Josh P., Fry B.G. // J. Mol. Evol. 2018. V. 86. P. 531–545. https://doi.org/10.1007/s00239-018-9864-6Heyborne W.H., Mackessy S.P. // Biochimie. 2013. V. 95. P. 1923–1932. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2013.06.025Calvete J.J., Bonilla F., Granados-Martínez S., Sanz L., Lomonte B., Sasa M. // J. Proteomics. 2020. V. 225. P. 103 882. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2020.103882Xie B., Dashevsky D., Rokyta D., Ghezellou P., Fathinia B., Shi Q., Richardson M.K., Fry B.G. // BMC Biol. 2022. V. 20. P. 4. https://doi.org/10.1186/s12915-021-01208-9Koua D., Ebou A., Habbouche Z., Ballouard J.M., Caron S., Bonnet X., Dutertre S. // Toxicon X. 2022. V. 15. P. 100 130. https://doi.org/10.1016/j.toxcx.2022.100130Vulfius C.A., Kasheverov I.E., Starkov V.G., Osipov A.V., Andreeva T.V., Filkin S.Y., Gorbacheva E.V., Astashev M.E., Tsetlin V.I., Utkin Y.N. // PLoS One. 2014. V. 9. P. e115428. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0115428Vulfius C.A., Kasheverov I.E., Kryukova E.V., Spirova E.N., Shelukhina I.V., Starkov V.G., Andreeva T.V., Faure G., Zouridakis M., Tsetlin V.I., Utkin Y.N. // PLoS One. 2017. V. 12. P. e0186206. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0186206Utkin Y.N., Weise C., Kasheverov I.E., Andreeva T.V., Kryukova E.V., Zhmak M.N., Starkov V.G., Hoang N.A., Bertrand D., Ramerstorfer J., Sieghart W., Thompson A.J., Lummis S.C., Tsetlin V.I. // J. Biol. Chem. 2012. V. 287. P. 27079–27086. https://doi.org/10.1074/jbc.M112.363051Vulfius C.A., Spirova E.N., Serebryakova M.V., Shelukhina I.V., Kudryavtsev D.S., Kryukova E.V., Starkov V.G., Kopylova N.V., Zhmak M.N., Ivanov I.A., Kudryashova K.S., Andreeva T.V., Tsetlin V.I., Utkin Y.N. // Toxicon. 2016. V. 121. P. 70–76. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2016.08.020Kryukova E.V., Vulfius C.A., Ziganshin R.H., Andreeva T.V., Starkov V.G., Tsetlin V.I., Utkin Y.N. // J. Venom Res. 2020. V. 10. P. 23–29.Dutertre S., Nicke A., Tsetlin V.I. // Neuropharmacology. 2017. V. 127. P. 196–223. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2017.06.011Kudryavtsev D.S., Shelukhina I.V., Son L.V., Ojomoko L.O., Kryukova E.V., Lyukmanova E.N., Zhmak M.N., Dolgikh D.A., Ivanov I.A., Kasheverov I.E., Starkov V.G., Ramerstorfer J., Sieghart W., Tsetlin V.I., Utkin Y.N. // J. Biol. Chem. 2015. V. 290. P. 22747–22758. https://doi.org/10.1074/jbc.M115.648824Shelukhina I., Spirova E., Kudryavtsev D., Ojomoko L., Werner M., Methfessel C., Hollmann M., Tsetlin V. // PLoS One. 2017. V. 12. P. e0181936. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181936Altschul S.F., Madden T.L., Schäffer A.A., Zhang J., Zhang Z., Miller W., Lipman D.J. // Nucleic Acids Res. 1997. V. 25. P. 3389–3402. https://doi.org/10.1093/nar/25.17.3389Guan H.H., Goh K.S., Davamani F., Wu P.L., Huang Y.W., Jeyakanthan J., Wu W.G., Chen C.J. // J. Struct. Biol. 2010. V. 169. P. 294–303. https://doi.org/10.1016/j.jsb.2009.11.009Brust A., Sunagar K., Undheim E.A., Vetter I., Yang D.C., Casewell N.R., Jackson T.N., Koludarov I., Alewood P.F., Hodgson W.C., Lewis R.J., King G.F., Antunes A., Hendrikx I., Fry B.G. // Mol. Cell. Proteomics. 2013. V. 12. P. 651–663. https://doi.org/10.1074/mcp.M112.023135Nicolau C.A., Carvalho P.C., Junqueira-de-Azevedo I.L., Teixeira-Ferreira A., Junqueira M., Perales J., Neves-Ferreira A.G., Valente R.H. // J. Proteomics. 2017. V. 151. P. 214–231. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2016.06.029Jin A.H., Cristofori-Armstrong B., Rash L.D., Román-González S.A., Espinosa R.A., Lewis R.J., Alewood P.F., Vetter I. // Biochem. Pharmacol. 2019. V. 164. P. 342–348. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2019.04.025Shelukhina I.V., Zhmak M.N., Lobanov A.V., Ivanov I.A., Garifulina A.I., Kravchenko I.N., Rasskazova E.A., Salmova M.A., Tukhovskaya E.A., Rykov V.A., Slashcheva G.A., Egorova N.S., Muzyka I.S., Tsetlin V.I., Utkin Y.N. // Toxins (Basel). 2018. V. 10. P. 34. https://doi.org/10.3390/toxins10010034Lebedev D.S., Kryukova E.V., Ivanov I.A., Egorova N.S., Timofeev N.D., Spirova E.N., Tufanova E.Y., Siniavin A.E., Kudryavtsev D.S., Kasheverov I.E., Zouridakis M., Katsarava R., Zavradashvili N., Iagorshvili I., Tzartos S.J., Tsetlin V.I. // Mol. Pharmacol. 2019. V. 96. P. 664–673. https://doi.org/10.1124/mol.119.117713