рефераты по бх ядов / Киселева_Яды гадюк и гремучников

Министерство образования и науки РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ И БИОЛОГИИ

КАФЕДРА БИОХИМИИ

Специальность: 012300, 020208 – биохимия

Специализация: 012302, 012307 – молекулярная биология

Доклад по биохимии ядов на тему:

«ЯДЫ ЗМЕЙ СЕМЕЙСТВА ГАДЮКИ (VIPERIDAE) И СЕМЕЙСТВА ЯМКОГОЛОВЫЕ ЗМЕИ (CROTALIDAE)»

Выполнила

Студентка IVкурса

Группа 190

Киселева А. А.

Научный руководитель

Кандидат биологических наук, доцент

Невзорова Т.А.

Казань – 2012

ВВЕДЕНИЕ

Яды змей - прозрачные или мутные жидкости без запаха и вкуса, растворимые в воде, легко кристаллизующиеся при высушивании, в сухом виде сохраняют активность до 20 лет. Содержат комплекс активных веществ: 

• ферменты (во всех ядах найдены: гиалуронидаза, фосфолипаза А, нуклеотидаза, фосфодиэстераза, дезоксирибонуклеаза, рибонуклеаза А,аденозинтрифосфатаза, нуклеотид-пирофосфатаза, оксидаза L-аминокислот (за исключением морских змей) и экзопептидаза);

• полипептиды (нейро- и гемотоксины);

• белки со специфическими свойствами (фактор роста нервных клеток, антикомплементарный фактор и др.);

• неорганические компоненты (микроэлементы).

ЯДЫ ЗМЕЙ СЕМЕЙСТВА ГАДЮКИ (VIPERIDAE) И СЕМЕЙСТВА ЯМКОГОЛОВЫЕ ЗМЕИ (CROTALIDAE)

Яд гадюк и гремучников характеризуется высоким содержанием протеолитических ферментов различной субстратной специфичности. Кроме ферментов в их яде присутствуют нейротоксические компоненты, обладающие высокой активностью и в целом ряде случаев обеспечивающие летальный эффект ядов.

Отравление, вызван­ное ядом гадюк и гремучников, характеризуется геморрагическим отеком и некрозом тканей в зоне инокуляции яда. В тяжелых случаях развивается шок, чему способствуют развитие сердечной недостаточности, уменьшение венозного объема крови, нарушение функций форменных элементов крови, дисбаланс электролитов, различные нарушения ЦНС и др.

Попавший в организм яд распределяется весьма неравномерно. Существенное влияние на распределение оказывает биологические барьеры, к которым относят стенки капилляров, клеточные (плазматические мембраны), гематоэнцефалический и плацентарный барьеры. При парентеральном введении в месте инокуляции образуется первичное депо яда, из которого происходит поступление токсинов в лимфатическую и кровеносную систему. Скорость дренирования яда во многом определяет быстроту развития токсического эффекта.При выделении токсинов из организма основную тяжесть на себя принимают почки – отсюда и широкая распространенность нефритов при отравлении ядами змей.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ

Исторически первым нейротоксином, имеющим субъеди­ничную природу, был кротоксин, выделенный в 1938 г. Слотта и Френкель-Конрат из яда южно-американской гремучей змеи Сrоtalusdurissusterrificus.Кротоксин— это нековалентный комплекс между кислым и щелочным белками. Щелочной белок — кротоксин В (СВ) срI 8,6 является фосфолипазой А₂ (включает 123 аминокислотных остатка, молекулярная масса — 14 350).Фосфолипаза A₂ -

Кристаллография кротоксина В.

большоесуперсемейство с существенными различиями в регуляции. Фосфолипазы А₂ являются эстеразами, которые специфически катализируют сложноэфирную связь в положении sn-2 (между жирной кислотой и диацил-фосфоглицеридом), в результате чего образуется арахидоновая кислота, которая затем  преобразуется в целый ряд биологически активных эйкозаноидов, в число которых входят простагландины, тромбоксаны, лейкотриены, эпоксиды игидроксиэйкозатетраеновые кислоты. Также, гидролизируя фосфолипиды, фосфолипаза А₂ приводит к образованию цитолитикализолецитина, разрушающего мембраны эритроцитов, тучных клеток, вызывая соответствующие патологические эффекты. Фосфолипаза A₂ обладает нейротропным действием и нарушает высвобождение медиаторов из нервных окончаний. В составе целого яда фермент действует синергично с цитолитическим компонентом мелиттином, модифицируя клеточные мембраны.

Кислый белок — кротапотин, или кротоксин А (СА), с рI 3,4—3,7(содержит 40, 34 и 14 аминокислотных остатка в трех полипептидных цепях,мо­лекулярная масса - 6450) не обладает ни токсичностью, ни энзиматической ак­тивностью. По современным представлениям кротоксин А предотвраща­ет неспецифическую сорбцию кротоксина В, в результате чего повышается специфическое связывание нейротоксической фосфо­липазы с рецепторными пресинаптическими участками.

Кротоксин обладает более сложным действием на нервно-мышечную передачу, чем пресинаптические токсины элапид. Наряду с характерным трехфазным действием на высвобождение медиато­ра из нервнойтерминаликротоксин способен блокировать мышеч­ное сокращение и при прямом раздражении.

Под влиянием кроток­сина снижается чувствительность концевой пластинки к экзогенно­му ацетилхолину, одновременно падает возбудимость мышечных мембран в ответ на прямое раздражение, однако этот эффект не сопровождается изменением мембранного потенциала.

Другой токсин — випоксин — двухкомпонентный нейротоксин. Он выделен из яда носатой гадюки Viperaammodytes. Випоксин состоит из нетоксического кислого белка и щелочной фосфолипазы А2, обладающей пресинаптическим действием.

Содер­жание випоксина в целом яде достигает 16%, а его высокая ток­сичность (0,4 мг/кг) свидетельствует, что это основной летальный компонент яда.

Кристаллография випоксина.

Сам випоксинпресинаптическим действием не обладает, а проявляет постсинаптическую блокирующую активность. Он избирательно блокирует передачу возбуждения в нервно-мышечном соединении, не оказывая влияние на электрические свойства нерва и мышцы. В основе механизма блокирующего действия постсинаптических нейротоксинов (в частности, випотоксина) на нервно-мышечную передачу лежит их способность связываться с холинорецепторамисубсинаптической мембраны мионеврального синапса, вступая в конкурентные взаимоотношения с ацетилхолином.

Протеолитические ферменты ядов можно разделить на две группы: сериновые проте­азы и металлопротеазы.

Сериновые протеазы — термолабильные эндопептидазы, активные по отношению к синтетическим субстра­там аргининовых эфиров. Эти протеазы ингибируются фосфорорганическими ингибиторами и по характеру действия близки с тромбиноподобными ферментами и кининогеназами.

Вторая группа протеаз змеиных ядов — термолабильные белки, гидролизующие белковые субстраты (казеин, гемоглобин, инсулин и др.), их активность ингибируется комплексонами. Это металлопротеазы, активность которых проявляется в присутствии двухва­лентных металлов, например Са²⁺, необходимых для поддержания биологически активной конформации молекулы фермента. Металлопротеазы лишены аргининэстеразной активности, они действуют на пептидные связи, образованные остатками лейцина и фенилаланина, в некоторых случаях серина и глицина. Так, батропазин —кислаяметаллопротеаза из яда гремучей змеи Bothropsjararacafгидролизует следующие связи в В-цепи инсулина: Гис-5 — Лей-6; Гис-10 — Лей-11; Ала-14 — Лей-15; Тир-16 — Лей-17; Фен-24 — Фен-25.

Сериновые протеазы играют важную роль в действии змеиных ядов на свер­тывающую систему крови. При введении в организм яд большинства га­дюковых и некоторых гремучих змей оказывает двухфазное дей­ствие на свертываемость крови — вначале вызывает внутрисосудистое свертывание, а затем кровь на длительное время может терять способность к свертыванию. Протеазы змеиных ядов дейст­вуют на разные звенья гемокоагуляционного каскада.

Кристаллография батропазина.

Яд обыкновенного щитомордникаAgkistrodonhalys обладает тромбиноподобным, казеинолитическим и фибринолитическим действием, которое связано с активностью различных молекулярных форм эстеразыаргининовых эфиров, содержащихся в яде. Коагулопатии, вызываемые ядом, обусловлены ферментом, обладающим неполным тромбиновым действием, а также ингибитором агрегации тромбоцитов — термостабильным белком с М_r~14 000. Через 2 ч после введения яда мышам свертываемость крови заметно снижается, что обусловлено резким (более 50%) уменьшением содержания фибриногена в плазме на фоне активации фибринолитической системы.

Важное значение имеет способность змеиных ядов свертывать фибриноген с образованием фибрина. В физиологических условиях тромбин, гидролизуя связь Apг—Гли в молекуле фибриногена, отщепляет от его а- и р-цепей по два фибринопептида А и В с образованием фибринмономера, который под действием фибрин-стабилизирующего фактора (фактора XIII) быстро агрегирует в полимер. Из известных змеиных протеаз таким же действием обладает только протеаза из яда гадюки Вitisgabonica. Большин­ство же коагулирующих протеаз змеиных ядов отщепляют от фиб­риногена только 2 фибринопептида (вместо 4), что приводит к агрегации фибринмономера «бок в бок» или «конец в конец» с образованием непрочного сгустка.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Орлов Б. Н., Гелашвили Д. Б., Зоотоксинология, М., 1985.

2. Natural toxins, Proc. 6-th Int. symp. on animal, plant and microbial toxins, Oxf., 1980.

3. Батыров Б.Б. и др. Динамика транспорта ионов кальция в почках при воздействии яда среднеазиатской кобры // Зоотоксины в экспериментальной биологии и медицине.Горький, 1990. - С. 42-46.

4. Бердыева А.Т. Змеиные яды, их токсическое действие и меры оказания помощи при укусах змей. 1974. - 185с.

5. Давлятов Я.Д. Исследование ядов различных видов щитомордников // Механизмы действиязоотоксинов. Горький, 1985: - С. 73-78.

Кристаллические структуры ферментов взяты с сайтов:

1. http://www.t3db.org/toxins

2. http://en.wikipedia.org

3. http://www.sciencedirect.com