מציאת ערוצים חדשים למיקוד סלקטיבי בחרקי מזיקים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


תעלות יונים במערכת העצבים הן בין המטרות החשובות ביותר עבור קוטלי חרקים. הבנת מבנה הערוצים היא המפתח לזיהוי אתרי קישור חדישים למין ספציפי של כימיקלים חקלאיים. חוקרים חשפו את המבנה והתפקוד של תעלת יוני אשלגן בזבובי פירות. התובנות החדשות שהושגו חושפות את ההבדלים בין ערוצי האדם לחרקים, מסבירות כיצד תרכובות ידועות משפיעות על הערוץ ומציעות אתרי יעד חדשים לתרופות. המחקר יכול לעזור ליצרני חומרי הדברה לתכנן תרופות חדשות המתאימות במיוחד להרוג חרקים וטפילים מזיקים מבלי להשפיע על בעלי חיים אחרים כמו דבורים ויונקים.

האשלגן ה-Slowpoke מתחבר פנימה תסיסנית, זבוב הפירות המצוי, הם חלבונים ענקיים ומורכבים היושבים בתוך קרום התא ומעבירים דרכו יוני אשלגן חיוניים באופן סלקטיבי ומהיר. הם נמצאים בכל בעלי החיים ואחראים על ביצוע משימות שונות, והכי חשוב במוח ובתאי השריר. התפקידים החיוניים של תעלות האשלגן מסמנים את החשיבות של התמקדות ב-Slowpoke עם קוטלי חרקים שפותחו לאחרונה על מנת לסייע להתגבר על הבעיה העולמית הנוגעת לירידה ביעילות עקב העמידות הגוברת לחומרי הדברה. עם זאת, תמיד קיים הסיכון שלא לכוון כמו שצריך: "באופן אידיאלי, אתה רוצה שקוטלי חרקים יהיו ממש ספציפיים לחרק המזיקים, הימנעות מתרופות רעילות לבני אדם או לבעלי חיים אחרים, כגון ציפורים, מכרסמים וחרקים מועילים כמו דבורים, " אומר סטפן ראונסר, מנהל במכון מקס פלנק לפיזיולוגיה מולקולרית בדורטמונד, והמחבר הראשי של המחקר.

על מנת לתכנן תרופות ספציפיות לחרקים מזיקים, מדענים זקוקים למבנים ברזולוציה גבוהה של תעלות היונים. ראונסר ועמיתיו השתמשו במיקרוסקופ קריו-אלקטרון (cryo-EM) כדי להשיג את מבני החלבון במצב פתוח ובמצב סגור והשוו אותם למבנים של החלבונים האנושיים שכבר ידועים. "ההבדל בין תעלות האדם לחרקים הוא ממש זעיר, אבל מצאנו אזורי חלבון שהם ספציפיים לחרקים", אומר ראונסר.

מפה מפורטת של תעלת האשלגן לגילוי תרופות

אתר ספציפי אחד של הערוץ, בשם RCK2 pocket, מכיל חומצות אמינו השונות ביניהן תסיסנית ובני אדם. הוא ממוקם בטבעת השער בתחתית הערוץ. טבעת השער יושבת בתוך התא, קולטת יוני סידן בשפע ומתחילה מפל של סידורים מחדש שפותחים את החלל המרכזי למעבר דרכו של יוני אשלגן. כיס RCK2 משנה את צורתו כאשר הוא עובר בין מצב סגור לפתוח. לכן, זוהי מטרה פוטנציאלית מושלמת עבור מולקולות קטנות לחסום את הערוץ בכל מצב. מדענים הצביעו גם על אתרי יעד לתרופות פחות ספציפיות לחרקים. ביניהם, כיס S6 מופיע במצב סגור וניתן להשתמש בו כדי לנעול את הערוץ. "אנו מספקים למדענים תרופות מפה מפורטת של תעלת האשלגן, שבה הם יכולים להשתמש כדי ליצור קוטלי חרקים טובים יותר, סלקטיביים ביותר", מסכם ראונסר.

בנוסף, החוקרים גם פתרו את מבני ה-cryo-EM של הערוץ עם שתי תרכובות ידועות, verruculogen ו-emodepside. הנוירוטוקסין הפטרייתי verruculogen הוא מולקולה קטנה המתאימה בצורה מושלמת לכיס S6, קרוב לחלל המרכזי. Verruculogen שומר על הערוץ צר, נועל אותו במצב סגור. תרכובת נוספת, emodepside, תרופה המשמשת נגד תולעי מערכת העיכול בחתולים וכלבים, נקשרת גם היא קרוב לכיס S6. עם זאת, הוא פועל אחרת, כמסנן עובר נוסף, המקשה על אשלגן לעבור דרך התעלה בצורה אופטימלית. "חשוב להבין איך הליגנדים האלה יכולים לתמרן את הערוץ", אומר ראונסר.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי מכון מקס פלנק לפיזיולוגיה מולקולרית. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-12-14 22:21:44

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר