Programfüzet (PDF) - DE OEC Tudományos Diákköri Tanács

Lukács Balázs, Ph.D. IIIÉlettani IntézetSKORPIÓTOXIN (MAUROKALCIN) HATÁSA A VÁZIZOM KALCIUMCSATORNÁJÁRAAz izom összehúzódása során az akciós potenciál a dihidropiridinreceptorok (DHPR) konformáció változását követően megnyitja az SR kalciumcsatornáit (rianodin receptor, RyR1), ami az intracelluláris kalcium szintemelkedését és a vázizom összehúzódását eredményezi.Célunk egy skorpió toxin (maurokalcin) és pontmutánsainak a RyR1-rekifejtett hatásának vizsgálata volt. Kísérleteinkben nyúl vázizomból izoláltkalcium csatornák paramétereit feszültség-clamp körülmények között, „singlechannel” módszerrel 20-22 ˚C-on vizsgáltuk.A maurokalcin egy 33 aminosavból álló 3 diszulfid hidat tartalmazópeptid, melyet a Scorpio maurus palmatus-ból izoláltak. Részleges homológiátmutat a DHPR és a rianodin receptor közötti kapcsolatban alapvető fontosságú„A” doménnel. A toxin már nanomólos koncentrációban megváltoztatja a RyR1-működését, hosszantartó szubkonduktancia állapotok (LLSS) létrehozásával.Méréseinkhez szintetikus maurokalcint és mutánsait használtuk, utóbbiakesetében az adott pozícióban lévő (sMCa8, sMCa20, sMCa22, sMCa23,sMCa24) lizin illetve arginin aminosavat töltetlen alanin helyettesítette.Méréseinket magas (0,05 mM ) illetve alacsony (240 nM) kalciumkoncentrációnál végeztük. Célunk a maurokalcin és mutánsai által indukáltLLSS állapotok leírása és kialakításukban szerepet játszó molekularészletekfeltérképezése volt.Megállapítottuk, hogy a vad típusú toxinhoz hasonlóan a mutánsok iskoncentrációfüggő módon növelik az LLSS állapotok gyakoriságát (%-osarányát). A leghatásosabb vad típus (200 nM sMCa 96%), míg az sMCa24gyakorlatilag hatástalan (0,6%). Minél messzebb van a mutáció a 24-espozíciótól, annál hosszabbak az LLSS állapotok (200 nM sMCa 10236 ms, 200nM sMCa24 55 ms) mind alacsony mind pedig magas kalciumkoncentrációnál.Az LLSS állapotok frekvenciája a vad típusnál és a 24-es mutánsnál alacsony,míg a 8-as, 20-as és 22-es mutáns esetében magasabb. Tekintettel a toxin térbeliszerkezetére – és annak rendkívüli rigiditására (három diszulfid híd) –megállapítható, hogy a RyR1-MCa kapcsolat kialakulásában (és az LLSSállapotok kialakításában) alapvető szerepet tölt be a toxin háromdimenziósfelszínén elhelyezkedő pozitív töltésű mező, melynek centrális eleme a 24-espozíciójú pozitív töltésű aminosav (Arg24).Témavezető: Dr. Jóna István