Kaliotoxin

Kaliotoxin (KTX) inhibits potassium flux through the Kv1.3 voltage-gated potassium channel and calcium-activated potassium channels by physically blocking the channel-entrance and inducing a conformational change in the K+-selectivity filter of the channel.
Kaliotoxin
The amino acid sequence of Kaliotoxin
N - Gly - Val - Glu - Ile - Asn - Val - Lys - Cys - Ser - Gly - Ser - Pro - Gln - Cys - Leu - Lys - Pro - Cys - Lys - Asp - Ala - Gly - Met - Arg - Phe - Gly - Lys - Cys - Met - Asn - Arg - Lys - Cys - His - Cys - Thr - Pro - Lys - OH

Kaliotoxin (KTX) inhibits potassium flux through the Kv1.3 voltage-gated potassium channel and calcium-activated potassium channels by physically blocking the channel-entrance and inducing a conformational change in the K+-selectivity filter of the channel.

Sources

KTX is a neurotoxin derived from the scorpion Androctonus mauretanicus mauretanicus, which is found in the Middle East and North Africa. (Crest M et al.)

Chemistry

Kaliotoxin is a 4-kDa polypeptide chain, containing 38 amino acids. The formula is C171H283N55O49S8. The sequence has a large homology with iberiotoxin from Buthus tumulus, charybdotoxin from Leiurus quinquestriatus and noxiustoxin from Centruroides noxius. An Important site of the toxin is the K27 side chain (a lysine at place 27 of the protein sequence), which enters the pore and protrudes into the selectivity filter of the channel. (Lange A et al., Korukottu J et al.)

Target

KTX binds to the Kv1.3 voltage-gated potassium channel and the Calcium-activated potassium channels (BK channels). (Lange A et al., Crest M et al., Zachariae U et al., Aiyar J et al.,) These channels control several regulating processes, including neurotransmitter release, heart rate, insulin secretion, smooth muscle contraction. (Wickenden A et al.) Kv1.3 channels also play a critical role in regulating the function of effector memory T cells, the subset implicated in many autoimmune disorders, and blockade of Kv1.3 channels by kaliotoxin ameliorates disease in rat models of multiple sclerosis and bone resorption due to periodontitis. (Beeton C et al., Valverde P et al., Cahalan and Chandy)

Mode of action

The toxin binds to the external vestibule of the channel, and a critical lysine residue (K27), protrudes into the pore and plugs it (Aiyar J et al., 1995, 1996). The positively charged amino-group of the K27 chain fits into the selectivity filter near the G77 chain (Glycine) of the channel, causing a conformational change of the channels´ selectivity filter (Aiyar J et al., 1996). Thereby the hydrophobic groups of the K27 side chain replace water molecules in the entry region of the pore. So the pore is blocked by a direct plug into the pore region of the channel and a conformational change in the selectivity filter is induced. By determining the solution structure of kaliotoxin and related toxins, and by using complementary mutagenesis and electrostatic compliance, it was possible to determine the architecture of the toxin binding site at the outer vestibule of the Kv1.3 channel (Aiyar J et al., 1995, 1996). This vestibule is - 28-32 A wide at its outer margin, - 28-34 A wide at its base, and -4-8 A deep; the pore is 9-14 ~A wide at its external entrance and tapers to a width of 4-5 A at a depth of - 5-7 A from the vestibule (Aiyar J et al., 1995, 1996). These dimensions are remarkably similar to that of the outer vestibule of the KcsA bacterial channel that was determined by X-ray crystallography (Doyle et al., MacKinnon et al., Lange A et al., Catterall WA et al.)

References

1. Korukottu J et al., High-resolution 3D structure determination of kaliotoxin by solid-state NMR spectroscopy. PLoS ONE. 2008 Jun 4;3(6):e2359

2. Zachariae U et al., The molecular mechanism of toxin-induced conformational changes in a potassium channel: relation to C-type inactivation. Structure. 2008 May;16(5):747-54

3. Catterall WA et al., Voltage-gated ion channels and gating modifier toxins. Toxicon. 2007 Feb;49(2):124-41

4. Lange A et al., Toxin-induced conformational changes in a potassium channel revealed by solid-state NMR. Nature. 2006 Apr 13;440(7086):959-62

5. Kunqian Y et al., Computational simulations of interactions of scorpion toxins with the voltage-gated potassium ion channel. Biophys J. 2004 Jun;86(6):3542-55

6. Wickenden A et al., K(+) channels as therapeutic drug targets. Pharmacol Ther. 2002 Apr-May;94(1-2):157-82.

7. Crest M et al., Kaliotoxin, a novel peptidyl inhibitor of neuronal BK-type Ca(2+)-activated K+ channels characterized from Androctonus mauretanicus mauretanicus venom. J Biol Chem. 1992 Jan 25;267(3):1640-7

8. Aiyar J et al., Topology of the pore-region of a K+ channel revealed by the NMR-derived structures of scorpion toxins. [Neuron 1995 15:1169-1181]

9. Aiyar J. et al., The signature sequence of voltage-gated potassium channels projects into the external vestibule.[J Biol Chem. 1996 Dec 6;271(49):31013-6]

10. Beeton C et al., Selective blocking of voltage-gated K+ channels improves experimental autoimmune encephalomyelitis and inhibits T cell activation. [J Immunol. 2001 Jan 15;166(2):936-44]

11. Valverde P et al., Selective blockade of voltage-gated potassium channels reduces inflammatory bone resorption in experimental periodontal disease. [J Bone Miner Res. 2004 Jan;19(1):155-64.]

12. Cahalan MD and Chandy KG. The functional network of ion channels in T lymphocytes. [Immunol Rev. 2009 Sep;231(1):59-87.]

13. Doyle DA et al., The structure of the potassium channel: molecular basis of K+ conduction and selectivity. [Science. 1998 Apr 3;280(5360):69-77]

14. MacKinnon R et al., Structural conservation in prokaryotic and eukaryotic potassium channels. [Science. 1998 Apr 3;280(5360):106-9]

منبع: ویکی پدیا

پربازدیدترین

Image

The New Republic

The New Republic is a liberal American magazine of commentary ... ویکی پدیا
Image

رگه‌های اختلاف در سپاهان

قرار نبود سپاهان ویسی فصلی سرشار از بحران را تجربه کند. اما ای ... تبیان
Image

آرزوی رامین رضاییان و مهدی طارمی در سال 96 چیست؟

دو بازیکن پرسپولیسی از آرزوهایشان در سال جدید گفتند. بیتوته

جدیدترین ها

Image

انتقاد شدید ژنرال روس از بمباران سد سوریه توسط ائتلاف امریکا

سه‌شنبه هدف عملیات نظامی ائتلاف امریکا را در راستای تلاش برای ... جام نیوز
Image

انگلیس به دنبال مشارکت خاص با اتحادیه اروپا

ترزا می، نخست‌وزیر بریتانیا قرار است امروز چهارشنبه با ارسال ن ... جام نیوز
Image

نوام چامسکی: ترامپ کسانی که به وی رای داده‌اند را فراموش می‌کند

فیلسوف آمریکایی با انتقاد تلویحی از سیاست‌های رئیس‌جمهور آمریک ... جام نیوز
Image

قطع انگشتان یک نوجوان بر اثر انفجار مواد محترقه

رئیس مرکز مدیریت حوادث و فوریت‌های پزشکی ارومیه از قطع انگشتان ... جام نیوز
Image

اظهارات «ارنست مونیز» درباره برنامه هسته ای ایران

«به نظر من، این توافق در بعد اعمال محدودیت و مهار ایران از دست ... جام نیوز
Image

غرق شدن ۳ نفر هنگام شنا در یک برکه

مسئول روابط عمومی مرکز اورژانس آذربایجان‌ شرقی از پیدا شدن جسد ... جام نیوز
Image

بدقولی مدیران پرسپولیس اتفاق تلخ سال ۹۵ براى ما بود/ ۹۶ برای قرمزهاست

پیشکسوت باشگاه پرسپولیس گفت: ما از پرسپولیس طلبکاریم اما مدیرا ... جام نیوز

دیگران در این موضوع می بینند

Image

پاتریک مودیانو برنده نوبل ادبیات ۲۰۱۴ شد

آکادمی نوبل پاتریک مودیانو، نویسنده فرانسوی را برنده امسال جای ... ایلنا
Image

عکس | رضا عطاران و ویشکا آسایش پشت صحنه «دیوار به دیوار»

ویشکا آسایش عکسی از خود، رضا عطاران و عوامل سریال «دیوار به دی ... بیتوته
Image

زبان هنر بهترین فرصت برای ترویج ارزش‌های انقلابی- اسلامی

نماینده ولی فقیه در كردستان گفت: ترویج ارزش‌های انقلابی و اسلا ... جام نیوز
Image

ارکستر مجلسی فرهنگسرای ارسباران کنسرت می‌دهد

ایلنا: کنسرت ارکستر مجلسی فرهنگسرای ارسباران با رهبری سرژیک می ... ایلنا
Image

احد چمن‌آرا درگذشت

ایلنا: «احد چمن‌آرا» از بنیانگذاران مرکز موسیقی بتهوون در سن ۷ ... ایلنا

پربازدیدها در این موضوع

Image

کارگردان بهترین فیلم اسکار سریال می‌سازد

بری جنکینز، کارگردان «مهتاب» با اقتباس از کتاب «راه‌آهن زیرزمی ... بیتوته
Image

از رَد پیشنهاد کیمیایی تا تردید بازی در «هزاردستان»

محمدعلی کشاورز معتقد است علی حاتمی کارگردانی تکرار نشدنی در سی ... بیتوته
Image

کدوم خواستن کدوم جنون کدوم عشق (افشین یداللهی)

افشین یداللهی زاده دی ۱۳۴۷ در اصفهان ، پزشک متخصص اعصاب و روان ... بیتوته
Image

بنیامین: گلزار، نماد ساختار استاندارد سینمای ایران است

تا پیش از نهایی شدن حضور بنیامین بهادری در فیلم «سلام بمبئی» ا ... بیتوته
No image

پخش چند فیلم از شبکه نمایش در روز تحویل سال

۵۷۴۵۶۳۹۱شبکه نمایش سیما روز ۳۰ اسفند ۹۵ مصادف با روز سال تحویل ... برترین ها

سایر مطالب

بالا
Powered by TayaCMS