Canal de selectividad phyla y subtipo del CgNa, un Na + toxina del veneno de la anémona gigante del Mar Caribe Condylactis gigantea.

Abstract

Debido a su papel prominente en electro excitabilidad, canales voltaje-bloqueados del sodio (NaV) se han convertido en el objetivo más importante de toxinas animales. Estas toxinas han desarrollado la capacidad para discriminar entre subtipos de NaV estrechamente relacionados, haciéndolos poderosos para estudiar la estructura y la función de canal de NaV. CgNa es un residuo de ácido amino-47 tipo I toxina aislada del veneno de la anémona gigante del mar Caribe Condylactis gigantea. Estudios anteriores demostraron que la toxina disminuye la inactivación rápida de corrientes sensibles a tetrodotoxina NaV en neuronas de ganglio de raíz dorsal de rata. Para iluminar el patrón subyacente de la selectividad del subtipo de NaV, hemos analizado los efectos del CgNa en una amplia gama de mamíferos isoformas (NaV1.2 – NaV1.8) expresado en oocitos de Xenopus. Este estudio demuestra que CgNa disminuye selectivamente la rápida inactivación de rNaV1.3/β1, mNaV1.6/β1 y, en menor medida, hNaV1.5/β1, mientras que las otras isoformas mamíferas permanecen inafectadas. Lo importante, CgNa también fue examinado en el canal de sodio del insecto DmNaV1/tipE, revelando una clara selectividad de phyla en la eficaz acción de la toxina. CgNa inhibe fuertemente la inactivación del canal de NaV insectos, resultando en un aumento dramático en la actual amplitud de pico y una eliminación completa de inactivación rápida y estado estacionario. Junto con la estructura de solución previamente determinada, los efectos selectivos de subtipo revelados en este estudio hacen de CgNa una sonda farmacológica interesante para investigar el papel funcional de determinados subtipos de canales de NaV. Por otra parte, otros estudios estructurales podrían proporcionar información importante sobre el mecanismo molecular de la inactivación del canal de navegación. Because of their prominent role in electro-excitability, voltage-gated sodium (NaV) channels have become the foremost important target of animal toxins. These toxins have developed the ability to discriminate between closely related NaV subtypes, making them powerful tools to study NaV channel function and structure. CgNa is a 47-amino acid residue type I toxin isolated from the venom of the Giant Caribbean Sea Anemone Condylactis gigantea. Previous studies showed that this toxin slows the fast inactivation of tetrodotoxin-sensitive NaV currents in rat dorsal root ganglion neurons. To illuminate the underlying NaV subtype-selectivity pattern, we have assayed the effects of CgNa on a broad range of mammalian isoforms (NaV1.2–NaV1.8) expressed in Xenopus oocytes. This study demonstrates that CgNa selectively slows the fast inactivation of rNaV1.3/β1, mNaV1.6/β1 and, to a lesser extent, hNaV1.5/β1, while the other mammalian isoforms remain unaffected. Importantly, CgNa was also examined on the insect sodium channel DmNaV1/tipE, revealing a clear phyla-selectivity in the efficacious actions of the toxin. CgNa strongly inhibits the inactivation of the insect NaV channel, resulting in a dramatic increase in peak current amplitude and complete removal of fast and steady-state inactivation. Together with the previously determined solution structure, the subtype-selective effects revealed in this study make of CgNa an interesting pharmacological probe to investigate the functional role of specific NaV channel subtypes. Moreover, further structural studies could provide important information on the molecular mechanism of NaV channel inactivation.