Как несколько капель яда гадюки наносят смертельный удар

Укус копьеголовой змеи может быть смертельным. Виды этого семейства, обитающие в Центральной и Южной Америке, обладают ядом, способным нарушить свертываемость крови и вызвать кровоизлияние, инсульты и почечную недостаточность.

Исследователи из Лаборатории прикладной токсикологии Института Бутантан в Сан-Паулу (Бразилия) совместно с учеными из Университета Нью-Гэмпшира изучили "сладкую" сторону токсинов змеиного яда. Их работа опубликована в журнале Molecular & Cellular Proteomics.

Роль гликанов в яде

Ученые сосредоточились на гликанах — сложных разветвленных цепях молекул сахаров, которые могут присоединяться к белкам. Большинство белков в яде копьеголовых змей модифицированы гликанами, что влияет на их сворачивание, стабильность и связывающую способность.

Используя масс-спектрометрию, исследователи охарактеризовали структуру 60 гликановых цепей в яде восьми видов змей рода Bothrops. Они обнаружили, что непропорционально большое количество этих цепей заканчивается сиаловой кислотой — сахаром с отрицательным зарядом.

Функции сиаловой кислоты

По словам исследователей, гликаны, содержащие сиаловую кислоту, могут выполнять несколько ключевых функций:

• Повышение растворимости: Концентрация белка в яде достигает почти 100 мг/мл, что обычно приводит к высокой вязкости. Отрицательный заряд сиаловой кислоты может помогать поддерживать яд в растворимом состоянии.
• Увеличение времени жизни токсина в организме жертвы.
• Усиление действия: Сиаловая кислота может связываться с белками-сиглеками хозяина, приближая токсичный фермент к клеткам-мишеням для большего эффекта (это явление наблюдалось в других типах ядов).

Применение исследований

Это фундаментальное исследование имеет прямое практическое значение. Другое подразделение Института Бутантан производит большую часть противоядий, доступных в Бразилии. Понимание состава яда, в том числе роли гликанов, может помочь в разработке улучшенных методов лечения.

Современные антидоты недостаточно эффективно нейтрализуют местные эффекты укуса (отек, кровоизлияние, некроз), которые иногда приводят к ампутации конечности. Лучшее понимание различий в ядах между видами змей может повысить эффективность терапии.

Кроме того, поскольку некоторые белки яда нашли применение в медицине, знание о том, как гликозилирование помогает белку правильно сворачиваться и связываться, может иметь значение и для биотехнологий.