Christos Gatsogiannis (links ) und Andreas Heuer haben die Studie geleitet.
Dank dieser Ergebnisse lässt sich nun den Wirkmechanismus von α-Latrotoxin verstehen. "Das Toxin ahmt auf hochkomplexe Weise die Funktion natürlicher Calcium-Kanäle der präsynaptischen Membran nach", erklärt Christos Gatsogiannis. "Es unterscheidet sich damit in jeder Hinsicht von allen bislang bekannten Toxinen." Die neuen Erkenntnisse eröffneten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Latrotoxine hätten ein erhebliches biotechnologisches Potenzial, darunter die Entwicklung verbesserter Gegengifte, Behandlungen für Lähmungen sowie neue Biopestizide.
Die Forschungsergebnisse sind aktuell in der Fachzeitschrift
Nature Communications veröffentlicht. In vorangegangenen Arbeiten hatte die Forschungsgruppe um Christos Gatsogiannis bereits die Struktur von insektenspezifischen Latrotoxinen im Gift der Schwarzen Witwe vor der Einlagerung in die Membran entschlüsselt.
Wenn das --Latrotoxin an den Rezeptor der präsynaptischen Membran der signalübermittelnden Zelle bindet, durchläuft es eine Umwandlung: Ein Teil des Moleküls formt sich zu einem Stiel, der in die Zellmembran eindringt (,,Membran-Insertion’, Abb. rechts ). Als eine Besonderheit bildet dieser Stiel in der Membran eine kleine Pore, die als Kalzium-Kanal fungiert. MD-Simulationen legten offen, dass Kalzium-Ionen (Ca2+-Ionen) durch einen seitlich gelegenen selektiven Eingang direkt oberhalb der Pore in die Zelle strömen.
Die Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützte die Arbeit im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1348 "Dynamische zelluläre Grenzflächen" finanziell.
Originalveröffentlichung: BU Klink, A Alavizargar, KK Subramaniam, M Chen, A Heuer, C Gatsogiannis (2024): Structural basis of α-latrotoxin transition to a cation selective pore.
Nature Communications 15, 8551 ; DOI: 10.1038/s41467’024 -52635-5
