Токсин одного из пауков-бокоходов помогает правильно работать ионным каналам мышечных клеток.

Нервы управляют мышцами с помощью электрохимических импульсов. Чтобы мышечные клетки понимали нейронные сигналы, у них должны правильно работать ионные каналы – специальные белки, которые сидят в клеточной мембране и регулируют уровень положительных и отрицательных ионов снаружи и внутри клетки.

Паук-бокоход Heriaeus melloteei. (Фото: Heriaeus melloteei / Flickr.com) 

В состоянии покоя на мембране есть определенная разность потенциалов, потому что концентрация разных ионов по обе ее стороны неодинакова. Когда мышечная клетка получает какой-то стимул – например, электрический импульс от нервной клетки – ионные каналы открываются, ионы начинают перемещаться с одной стороны мембраны на другую, и такая перегруппировка ионов вызывает нужную реакцию: сократительные белки приходят в движение, и мышечные клетки сокращаются.

Но бывает, что из-за генетических повреждений ионные поры работают не так, как надо. Например, белковый канал может начать «подтекать», то есть даже будучи закрытым, все равно пропускать какую-то небольшую часть ионов. С «подтекающим» каналом разность потенциалов по обе стороны мембраны будет уже не та, что требуется, и поэтому когда придет нервный импульс, ионные потоки будут не такими интенсивными, какими нужно.

В результате мышца просто не сможет отреагировать должным образом – она будет сокращаться, но слабо, а то и вовсе откажется работать; в результате у человека развивается периодический паралич, против которого до сих пор нет достаточно эффективных лекарств.

Исследователи из Института биоорганической химии Российской академии наук и Московского государственного университета вместе с коллегами из Института неврологии Университетского колледжа Лондона и Школы медицины Университета Джонса Хопкинса обнаружили, что, по крайней мере, в некоторых случаях заткнуть ионную утечку можно с помощью токсина паука-бокохода Heriaeus melloteei. Авторы работы изучали мутацию в натриевом ионном канале: она нарушала структуру белка, так что канал начинал в закрытом состоянии пропускать ионы натрия.

Оказалось, что паучий токсин так взаимодействует с мутантным белком, что тот перестает пропускать ионы, когда это не нужно; подробно результаты исследований описаны в статье в PNAS. Возможно, что на основе яда паука (или других похожих веществ) удастся создать лекарства для лечения параличей, связанных с подобными генетическими дефектами.

По материалам пресс-службы МГУ.