サブジェネラのテキストとアフェンソコノスの海洋円錐カタツムリからのナトリウムチャネル毒素の識別

電圧依存性ナトリウム（NAV）チャネルは、神経系およびその他の興奮性組織の電気シグナル伝達に重要な役割を果たす膜貫通タンパク質です。µコノトキシンは、ナノモルの効力を備えたNAVチャネルをブロックする海洋円錐カタツムリ（コーン属）の毒からのペプチド毒素です。亜遺伝子のテキストリアとアフォンズコノスのほとんどの種を獲得することは困難です。したがって、それらの毒はまだµコノトキシンのために包括的に尋問されていません。この研究の目標は、亜属のテキストリアおよび後援の種から新しいµ µconotoxinを見つけ、ヒトNAVチャネルでの選択性を調査することでした。Conus（Textilia）Bullatusの毒腺のRNA-seqを使用して、12 µ µ µconotoxin（またはµコノトキシン様）配列を特定しました。これらのシーケンスに基づいて、テキストおよびアフォンズコノスから種の履歴標本から抽出されたDNAから追加のµコノトキシン配列を特定するために使用したプライマーを設計しました。これらのµコノトキシンのうち6つを合成し、ヒトNAV1.1-Nav1.8でその活性をテストしました。6つの合成ペプチドのうち5つは、ヒトNAVチャネルの強力なブロッカーでした。これらのうち、2つのペプチド（buiiibとbuiiie）は、hnav1.3の強力なブロッカーでした。3つのペプチド（Buiiib、Buiiie、およびAdiiia）は、hnav1.7で亜極性活性を持っていました。この研究は、歴史的なDNAからの新しいペプチド毒素の同定の例として機能し、HNAV1.3およびHNAV1.7での活性とµコノトキシンの構造活性関係に関する新しい洞察を提供します。

Voltage-gated sodium (NaV) channels are transmembrane proteins that play a critical role in electrical signaling in the nervous system and other excitable tissues. µ-Conotoxins are peptide toxins from the venoms of marine cone snails (genus Conus) that block NaV channels with nanomolar potency. Most species of the subgenera Textilia and Afonsoconus are difficult to acquire; therefore, their venoms have yet to be comprehensively interrogated for µ-conotoxins. The goal of this study was to find new µ-conotoxins from species of the subgenera Textilia and Afonsoconus and investigate their selectivity at human NaV channels. Using RNA-seq of the venom gland of Conus (Textilia) bullatus, we identified 12 µ-conotoxin (or µ-conotoxin-like) sequences. Based on these sequences we designed primers which we used to identify additional µ-conotoxin sequences from DNA extracted from historical specimens of species from Textilia and Afonsoconus. We synthesized six of these µ-conotoxins and tested their activity on human NaV1.1-NaV1.8. Five of the six synthetic peptides were potent blockers of human NaV channels. Of these, two peptides (BuIIIB and BuIIIE) were potent blockers of hNaV1.3. Three of the peptides (BuIIIB, BuIIIE and AdIIIA) had submicromolar activity at hNaV1.7. This study serves as an example of the identification of new peptide toxins from historical DNA and provides new insights into structure-activity relationships of µ-conotoxins with activity at hNaV1.3 and hNaV1.7.