Заготовка Venom токсины от убийца ошибок и других насекомых, Heteropteran
Summary
Хотя многие насекомых подотряда клопы (Insecta: полужесткокрылые) являются ядовитыми, их состав яда и функции их яд токсинов в основном неизвестных. Этот протокол описывает методы для сбора heteropteran яды для дальнейшей характеризации, используя электростимуляции, притеснения и железы рассечение.
Abstract
Heteropteran насекомых, таких как убийца (Хищнецы) и гигантских воды ошибок (Belostomatidae) произошли от общего предка хищные и ядовитая, и большинство сохранившихся heteropterans сохранить этот трофических стратегии. Некоторые heteropterans перешли кормления на крови позвоночных (например поцелуи ошибок, Триатомовые клопы; и клопов, постельные клопы) в то время как другие вернулись к питанию растений (наиболее Pentatomomorpha). Однако за исключением слюны, используемые целовать ошибок для облегчения подачи крови, мало что известно о heteropteran яды, по сравнению с яды пауков, скорпионов и змей.
Одним из препятствий для характеризации heteropteran яд токсинов является структура и функции желез яда/губной, которые оба морфологически комплекс и несколько биологических ролями (обороны, добычей захвата и дополнительное устное пищеварение). В этой статье мы опишем три метода, которые мы успешно используется для сбора heteropteran яды. Во-первых мы представляем электростимуляции, как удобный способ собрать яд, который часто является смертельным, когда вводят в добычи животных, и которое устраняет загрязнение железистой ткани. Во-вторых мы покажем, что нежный домогательства животных достаточно для производства экструзии яд от Хоботок и/или ядом плевать в некоторых группах heteropterans. В-третьих мы описываем методы урожай яд токсинов путем рассечения анестезированные животных для получения яд желез. Этот метод дополняет другие методы, поскольку это может позволить Уборка токсины из таксонов, в которых электростимуляции и преследования являются неэффективными. Эти протоколы позволят исследователям собрать токсины от насекомых heteropteran структура функция определения характеристик и возможного применения в медицине и сельском хозяйстве.
Introduction
Heteropteran яды, мощно биоактивных веществ1. К примеру яд/слюны выделениями крови кормления клопы как целовать (Триатомовые клопы) и кровать ошибок (постельные клопы) облегчает кормление нарушения гемостаза2. Токсины в эти яды целевой несколько путей, включая коагуляции, агрегации тромбоцитов и сужение кровеносных сосудов, а также боль и зуд пути. Яды из большинства других видов heteropteran приспособлены для облегчения хищничество, вместо того, чтобы кровь кормления. Их яды вызывают паралич, смерть и сжижение ткани, когда вводят в беспозвоночных3,4. Когда вводят в позвоночных, их яд может также иметь серьезные последствия. К примеру инъекции яда из убийца ошибка Holotrichius innesi в позвоночных вызывает боль, паралич мышц и кровотечений; мышей envenomated от этот ошибка быстро умирают из-за паралич дыхания5.
Транскриптомики и протеомических исследований выявили белок состав некоторых heteropteran яды. Яды хищные виды богаты протеаз, другие ферменты и пептидов и белков неизвестных структуры и функции6,,78. Целовать ошибка яд богата triabin белка семьи, члены которых глубоко влиять на коагуляцию, агрегации тромбоцитов и вазоконстрикция2,9. Однако не известно, какие токсинов лежат в основе большинства bioactivities яда. Например яд целовать ошибки Триатомовые клопы infestans поступили обезболивающее и подавляют натрия каналы10, однако компоненты, ответственные по-прежнему быть раскрыты. Аналогичным образом не известно, какие элемента(элементов) убийца ошибка яд вызывает паралич или боль. Предпосылкой для определения токсинов, ответственность за bioactivities частности яда и характеризующих структуру и функции Роман яд токсинов, является получение яда.
Яд были получены из heteropterans электростимуляции5,6,,78,11,12,13, провокации обороны ответы4,8, механически сжимая грудную клетку12,14,15,16, рассечения, яд желез8,17 ,18,19,20,21,22и применение агонистами ацетилхолина мускариновых рецепторов23. Судя потенциальные преимущества и недостатки любого метода осложняется морфология heteropteran яд желез, которые состоят из основных железы с двух отдельных люмен, передней основные железы (AMG) и задняя основные железы (PMG), а также связанные аксессуар железы (AG). Эти отсеки разные железы производят секреции различных белков, которые могут быть специализированы для различных биологических функций, включая захват добычу, обороны и дополнительное устное пищеварение8,17. В peiratine и ectrichodiine убийца ошибок AMG был связан с добычей захвата и PMG с экстра устные пищеварение17. Однако в harpactorine ошибка Pristhesancus plagipennis PMG специализирован для захвата добычу и пищеварение тогда как AMG предположил выделять оборонительных яд8. AG был описан как имеющий мало секреторная функция ошибок убийцы8 или как основных сайт хранения протеазы в гигантских воды ошибок23. Очевидно чтобы уточнить функции каждого отсека железы среди различных подгрупп heteropteran и определить функции большинства яд токсинов необходима дальнейшая работа. В настоящем докладе мы описываем протоколы для уборки яд токсины от heteropterans к этой цели.
Protocol
Representative Results
Discussion
Наиболее важным этапом в уборке убийца ошибка яд является выбор соответствующего метода в зависимости от целей исследования. Каждый из трех методов, представлены для уборки heteropteran яды имеет преимущества и недостатки в зависимости от нисходящие приложения.
Вызывая ошиб?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы признаем финансовую поддержку от Австралийский исследовательский совет (гранты DP130103813 и LP140100832 к G.F.K., ПОЛУПРОЗРАЧНЫЕ стипендий DE160101142 до EABU), австралийского национального здравоохранения и Совета медицинских исследований (основных исследовательских стипендий APP1044414 к G.F.K.) и университета штата Квинсленд (докторантура стипендий для A.A.W.).
Materials
| Electostimulator | Grass Technologies | S48 Square Pulse Stimulator | Electrostimulator allowing pulsed electrostimulation |
| Featherlight tweezers | Australian Entomological Supplies | E122B | For handling live venomous insects |
| Protease inhibitor cocktail | Sigma | 4693124001 | For preventing autoproteolytic digestion of venom |
| Dissection equipment | Australian Entomological Supplies | E152Micro | For fine dissections |
| Insect pins | Australian Entomological Supplies | E162 | For fine dissections |
Referências
- Walker, A. A., Weirauch, C., Fry, B. G., King, G. F. Venoms of heteropteran insects: A treasure trove of diverse pharmacological toolkits. Toxins. 8 (2), 43 (2016).
- Ribeiro, J. M. C., Assumpção, T. C., Francischetti, I. M. B. An insight into the sialomes of bloodsucking Heteroptera. Psyche (Stuttg). 2012, 1-16 (2012).
- Ambrose, D. P., Maran, S. P. M. Quantification protein content and paralytic potential of saliva of fed and prey deprived reduviid Acanthaspis pedestris Stål (Heteroptera: Reduviidae: Reduviinae). Indian Journal of Environmental Science. 3 (1), 11-16 (1999).
- Edwards, J. S. The action and compostion of the saliva of an assassin bug Platymeris rhadamanthus Gaerst. (Hemiptera, Reduviidae). Journal of Experimental Biology. 38, 61-77 (1961).
- Zerachia, T., Bergmann, F., Shulov, A., Kaiser, E. . Animal and Plant Toxins. , 143-146 (1973).
- Walker, A. A., Hernández-Vargas, M. J., Corzo, G., Fry, B. G., King, G. F. Giant fish-killing water bug reveals ancient and dynamic venom evolution in Heteroptera. Cellular and Molecular Life Sciences. , (2018).
- Walker, A. A., et al. Giant fish-killing water bug reveals ancient and dynamic venom evolution in Heteroptera. Cell. Mol. Life Sci. , (2018).
- Walker, A. A., et al. The assassin bug Pristhesancus plagipennis produces two distinct venoms in separate gland lumens. Nature Communications. 9 (1), 755 (2018).
- Hernández-Vargas, M. J., Santibáñez-López, C. E., Corzo, G. An insight into the triabin protein family of American hematophagous reduviids: Functional, structural and phylogenetic analysis. Toxins. 8 (2), 44 (2016).
- Dan, A., Pereira, M. H., Pesquero, J. L., Diotaiuti, L., Beirao, P. S. Action of the saliva of Triatoma infestans (Heteroptera: Reduviidae) on sodium channels. Journal of Medical Entomology. 36 (6), 875-879 (1999).
- Corzo, G., Adachi-Akahane, S., Nagao, T., Kusui, Y., Nakajima, T. Novel peptides from assassin bugs (Hemiptera: Reduviidae): isolation, chemical and biological characterization. FEBS Letters. 499 (3), 256-261 (2001).
- Sahayaraj, K., Kumar, S. M., Anandh, G. P. Evaluation of milking and electric shocks for venom collection from hunter reduviids. Entomon. 31 (1), 65-68 (2006).
- Silva-Cardoso, L., et al. Paralytic activity of lysophosphatidylcholine from saliva of the waterbug Belostoma anurum. Journal of Experimental Biology. 213 (19), 3305-3310 (2010).
- Noeske-Jungblut, C., et al. Triabin, a highly potent exosite inhibitor of Thrombin. Journal of Biological Chemistry. 270 (48), 28629-28634 (1995).
- Noeske-Jungblut, C., et al. An inhibitor of collagen-induced platelet aggregation from the saliva of Triatoma pallidipennis. Journal of Biological Chemistry. 269 (7), 5050-5053 (1994).
- Sahayaraj, K., Borgio, J. F., Muthukumar, S., Anandh, G. P. Antibacterial activity of Rhynocoris marginatus (Fab.) and Catamirus brevipennis (Servile) (Hemiptera: Reduviidae) venoms against human pathogens. Journal of Venomous Animals and Toxins Including Tropical Diseases. 12 (3), 487-496 (2006).
- Haridass, E. T., Ananthakrishnan, T. N. Functional morphology of the salivary system in some reduviids (Insecta-Heteroptera-Reduviidae). Proceedings of the Indian Academy of Sciences. Animal Sciences. 90 (2), 145-160 (1981).
- Maran, S. P. M., Ambrose, D. P., Ignacimuth, A., Sen, A., Janarthanan, S. . Biotechnological Applications for Integrated Pest Management. , 125-131 (2000).
- Maran, S. P. M., Selvamuthu, K., Rajan, K., Kiruba, D. A., Ambrose, D. P., Ambrose, D. P. . Insect Pest Management, A Current Scenario. , 346-361 (2011).
- Pereira, M. H., et al. Anticoagulant activity of Triatoma infestans and Panstrongylus megistus saliva (Hemiptera/Triatominae). Acta Tropica. 61, 255-261 (1996).
- Ribeiro, J. M., Marinotti, O., Gonzales, R. A salivary vasodilator in the blood-sucking bug, Rhodnius prolixus. British Journal of Pharmacology. 101 (4), 932-936 (1990).
- Ribeiro, J. M., Schneider, M., Guimarães, J. A. Purification and characterization of prolixin-S (nitrophorin 2), the salivary anticoagulant of the blood-sucking bug Rhodnius prolixus. Biochem Journal. 308 (1), 243-249 (1995).
- Swart, C. C., Deaton, L. E., Felgenhauer, B. E. The salivary gland and salivary enzymes of the giant waterbugs (Heteroptera; Belostomatidae). Comparative Biochemistry and Physiology A Molecular & Integrative Physiology. 145 (1), 114-122 (2006).
- Rasmussen, S., Young, B., Krimm, H. On the ‘spitting’ behaviour in cobras (Serpentes: Elapidae). Journal of Zoology. 237 (1), 27-35 (1995).
- Fink, L. S. Venom spitting by the green lynx spider, Peucetia viridans (Araneae, Oxyopidae). Journal of Arachnology. 12, 372-373 (1984).
- Herzig, V. Ontogenesis, gender, molting influence the venom yield in the spider Coremiocnemis tropix (Araneae, Theraphosidae). Journal of Venomous Research. 1, 76-83 (2010).
- Sahayaraj, K., Subramanium, M., Rivers, D. Biochemical and electrophoretic analyses of saliva from the predatory reduviid species Rhynocoris marginatus (Fab). Acta Biochimica Polonica. 60 (1), 91-97 (2013).
