Molecular Probes for Visualization of Nicotinic Acetylcholine Receptors Based on Snake Three-Finger Toxins and a Red Fluorescent Protein

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The visualization of macromolecular complexes is an important task in modern bioorganic chemistry, which can be addressed using various methodological approaches. The most widely used techniques involve radioactive- and fluorescent-labeled ligands. In this study, molecular probes were developed in the form of hybrid constructs combining one of three snake toxins (α-bungarotoxin, α-cobratoxin, or neurotoxin NT-II) with the red fluorescent protein mKate2. These chimeric proteins were produced in a bacterial expression system and purified via gel filtration. Using competitive radioligand binding assay with radiolabeled α-bungarotoxin, it was demonstrated that the obtained probes exhibit high affinity for the nicotinic acetylcholine receptor of the electric organ from orpedo californicaT, with half-maximal inhibitory concentration values in the nanomolar range. The fluorescent probes were successfully employed for the visualization of acetylcholine receptors on the surface of SH-SYSY cells.

Sobre autores

A. Kuzmenkov

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: aleksey.kuzmenkov@gmail.com
Moscow, Russia

I. Chudetsky

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

D. Kudryavtsev

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

I. Kasheverov

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

V. Tsetlin

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. Vassilevski

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Corringer P.J., Novère N.L., Changeux J.P. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2000. V. 40. P. 431–458. https://doi.org/10.1146/annurev.pharmtox.40.1.431
  2. Karlin A. // Nat. Rev. Neurosci. 2002. V. 3. P. 102–114. https://doi.org/10.1038/nrn731
  3. Cecchini M., Corringer P.-J., Changeux J.-P. // Annu. Rev. Biochem. 2024. V. 93. P. 339–366. https://doi.org/10.1146/annurev-biochem-030122-033116
  4. Lukas R.J., Changeux J.P., Le Novère N., Albuquerque E.X., Balfour D.J., Berg D.K., Bertrand D., Chiappinelli V.A., Clarke P.B., Collins A.C., Dani J.A., Grady S.R., Kellar K.J., Lindstrom J.M., Marks M.J., Quik M., Taylor P.W., Wonnacott S. // Pharmacol. Rev. 1999. V. 51. P. 397–401. https://doi.org/10.1016/S0031-6997(24)01406-6
  5. Hone A.J., McIntosh J.M. // Pharmacol. Res. 2023. V. 190. P. 106715. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2023.106715
  6. Dutertre S., Lewis R.J. // Biochem. Pharmacol. 2006. V. 72. P. 661–670. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2006.03.027
  7. Chang C., Lee C. // Arch. Int. Pharmacodyn. Ther. 1963. V. 144. P. 241–257.
  8. Karlsson E., Eaker D., Ponterius G. // Biochim. Biophys. Acta. 1972. V. 257. P. 235–248. https://doi.org/10.1016/0005-2795(72)90275-9
  9. Surin A.M., Pluzhnikov K.A., Utkin Y.N., Karlsson E., Tsetlin V.I. // Bioorg. Khim. 1983. V. 9. P. 756–767.
  10. Utkin Y.N. // Toxicon. 2013. V. 62. P. 50–55. https://doi.org/10.4331/wjbc.v10.i1.17
  11. Kini R.M., Doley R. // Toxicon. 2010. V. 56. P. 855–867. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2010.07.010
  12. Kini R.M., Koh C.Y. // Biochem. Pharmacol. 2020. V. 181. P. 114105. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.114105
  13. Kuzmenkov A.I., Vassilevski A.A. // Neurosci. Lett. 2018. V. 679. P. 15–23. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2017.10.050
  14. O’Brien R.D., Eldefrawi M.E., Eldefrawi A.T. // Annu. Rev. Pharmacol. 1972. V. 12. P. 19–34. https://doi.org/10.1146/annurev.pa.12.040172.000315
  15. Крюкова Е.В., Иванов Д.А., Копылова Н.В., Старков В.Г., Андреева Т.В., Иванов И.А., Цетлин В.И., Уткин Ю.Н. // Биоорг. химия. 2023. Т. 49. С. 296–305. https://doi.org/10.31857/S0132342323030156
  16. Sahoo H. // RSC Adv. 2012. V. 2. P. 7017. https://doi.org/10.1039/C2RA20389H
  17. Axelrod D. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1980. V. 77. P. 4823–4827. https://doi.org/10.1073/pnas.77.8.4823
  18. Anderson M.J., Cohen M.W. // J. Physiol. 1974. V. 237. P. 385–400. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1974.sp010487
  19. Tsetlin V.I., Karlsson E., Arseniev A.S., Utkin Y.N., Surin A.M., Pashkov V.S., Pluzhnikov K.A., Ivanov V.T., Bystrov V.F., Ovchinnikov Y.A. // FEBS Lett. 1979. V. 106. P. 47–52. https://doi.org/10.1016/0014-5793(79)80692-4
  20. Kuzmenkov A.I., Nekrasova O.V., Kudryashova K.S., Peigneur S., Tytgat J., Stepanov A.V., Kirpichnikov M.P., Grishin E.V., Feofanov A.V., Vassilevski A.A. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 33314. https://doi.org/10.1038/srep33314
  21. Chudakov D.M., Matz M.V., Lukyanov S.A., Lukyanov K.A. // Physiol. Rev. 2010. V. 90. P. 1103–1163. https://doi.org/10.1152/physrev.00038.2009
  22. Mishin A.S., Belousov V.V., Solntsev K.M., Lukyanov K.A. // Curr. Opin. Chem. Biol. 2015. V. 27. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2015.05.002
  23. Kasheverov I.E., Kuzmenkov A.I., Kudryavtsev D.S., Chudetskiy I.S., Shelukhina I.V., Barykin E.P., Ivanov I.A., Siniavin A.E., Ziganshin R.H., Baranov M.S., Tsetlin V.I., Vassilevski A.A., Utkin Y.N. // Front. Mol. Biosci. 2021. V. 8. P. 753283. https://doi.org/10.3389/fmolb.2021.753283
  24. Shcherbo D., Murphy C.S., Ermakova G.V., Solovieva E.A., Chepurnykh T.V., Shcheglov A.S., Verkhusha V.V., Pletnev V.Z., Hazelwood K.L., Roche P.M., Lukyanov S., Zaraisky A.G., Davidson M.W., Chudakov D.M. // Biochem. J. 2009. V. 418. P. 567. https://doi.org/10.1042/BJ20081949
  25. Cormack B.P., Valdivia R.H., Falkow S. // Gene. 1996. V. 173. P. 33–38. https://doi.org/10.1016/0378-1119(95)00685-0
  26. Chandna R., Tae H., Seymour V.A., Chathrath S., Adams D.J., Kini R.M. // FASEB Bioadv. 2019. V. 1. P. 115–131. https://doi.org/10.1096/fba.1027
  27. Utkin Y.N., Kukhtina V.V., Kryukova E.V., Chiodini F., Bertrand D., Methfessel C., Tsetlin V.I. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 15810–15815. https://doi.org/10.1074/jbc.M100788200
  28. Tsetlin V.I., Kasheverov I.E., Utkin Y.N. // J. Neuro-chem. 2021. V. 158. P. 1223–1235. https://doi.org/10.1111/jnc.15123
  29. Nirthanan S., Gwee M.C.E. // J. Pharmacol. Sci. 2004. V. 94. P. 1–17. https://doi.org/10.1254/jphs.94.1
  30. Rahman M., Teng J., Worrell B.T., Noviello C.M., Lee M., Karlin A., Stowell M.H., Hibbs R.E. // Neuron. 2020. V. 106. P. 952–962.e5. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.03.012
  31. Shelukhina I.V., Kryukova E.V., Lips K.S., Tsetlin V.I., Kummer W. // J. Neurochem. 2009. V. 109. P. 1087–1095. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2009.06033.x
  32. Lukas R.J., Norman S.A., Lucero L. // Mol. Cell. Neurosci. 1993. V. 4. P. 1–12. https://doi.org/10.1006/mcne.1993.1001
  33. Ravdin P., Axelrod D. // Anal. Biochem. 1977. V. 80. P. 585–592. https://doi.org/10.1016/0003-2697(77)90682-0
  34. Yang Y., Tan Y., Zhangsun D., Zhu X., Luo S. // ACS Chem. Neurosci. 2021. V. 12. P. 3662–3671. https://doi.org/10.1021/acschemneuro.1c00392
  35. Muttenthaler M., Nevin S.T., Inserra M., Lewis R.J., Adams D.J., Alewood P. // Aust. J. Chem. 2020. V. 73. P. 327–333. https://doi.org/10.1071/ch19456
  36. Lebedev D.S., Kryukova E.V., Ivanov I.A., Egorova N.S., Timofeev N.D., Spirova E.N., Tufanova E.Y., Siniavin A.E., Kudryavtsev D.S., Kasheverov I.E., Zouridakis M., Katsarava R., Zavradashvili N., Iagorshvili I., Tzartos S.J., Tsetlin V.I. // Mol. Pharmacol. 2019. V. 96. P. 664–673. https://doi.org/10.1124/mol.119.117713

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».