Erstmals Struktur von Nervengift der Spinne erforscht

Viele Menschen haben eine Spinnenphobie. Dabei sind nur sehr wenige gefährlich. Eine Spinnenart, deren Biss auch für Menschen tödlich enden kann, ist die Schwarze Witwe. Sie setzt bei ihrer Jagd auf Insekten Nervengift ein. Bei diesem Gift handelt es sich um Latrotoxine (LaTXs), einer Untergruppe der Neurotoxine. Doch wie genau das Nervengift aufgebaut ist, war bisher noch nicht bekannt.

LaTX wurde von der Natur hauptsächlich entwickelt, um Insekten bewegungsunfähig zu machen oder zu töten. Dabei docken die Toxine an spezifischen Rezeptoren auf der Oberfläche von Nervenzellen an und bewirken die Freisetzung von Neurotransmittern, zum Beispiel durch einen Calcium-Kanal. Durch den ständigen Einstrom von Calcium-Ionen in die Zelle werden Transmitter abgegeben, die Folge sind Krämpfe.

In einer aktuellen Studie ist es einem Forscherteam um Prof. Dr. Christos Gatsogiannis vom Institut für Medizinische Physik und Biophysik der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster gelungen, die erste Struktur eines Latrotoxins aufzuklären. Eingesetzt für die Entschlüsselung wurde eine dreidimensionale Methode, die kryo-Elektronenmikroskopie (kryo-EM).

Die neuen Erkenntnisse könnten hilfreich für mögliche medizinische Anwendungen sein, z. B. für die Entwicklung eines effizienten Gegengifts. Außerdem könnte das Wissen über die insektenspezifischen Toxine neue Möglichkeiten zur Schädlingsbekämpfung eröffnen. Für künftige Forschungen ist es jedoch essenziell, zu verstehen, wie das Toxin genau in der Membran inseriert. „Momentan untersuchen wir die Struktur aller Mitglieder der Familie der Latrotoxine, vor allem, wie sie spezifische Rezeptoren an der Zelloberfläche sehr genau erkennen und wie diese Sensoren funktionieren“, erklärt Gatsogiannis.

Bisher ist die kryo-EM im Großraum Münster noch nicht verfügbar. Die Arbeitsgruppe will aber die innovative Methode bald im neuen Forschungsbau der Universität Münster, dem Center for Soft Nanoscience (SoN), einführen.

An der Studie ebenfalls beteiligt waren Forschende des Max-Planck-Instituts in Dortmund und der Jacobs Universität Bremen.

Quelle: Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 6.12.2021

Originalpublikation: Molecular architecture of black widow spider neurotoxins.

(bd)
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