Venom toksinlerin Assassin böcek ve diğer Heteropteran böcekler hasat
Summary
Her ne kadar alt Heteroptera içinde birçok böcekler (Insecta: Hemiptera) zehirli, onların venom kompozisyon ve onların venom toksinleri işlevleri vardır çoğunlukla bilinmeyen. Bu iletişim kuralı heteropteran zehirlerini elektrostimülasyon, taciz ve bezi diseksiyon kullanarak daha fazla karakterizasyonu için hasat yöntemleri açıklar.
Abstract
Heteropteran böcekler katil böcekler (Reduviidae) ve dev su böcekleri (Belostomatidae) gibi ortak bir predaceous ve zehirli atadan soyundan ve trofik bu strateji kaybolmamış heteropterans çoğunluğu korumak. Bazı heteropterans omurgalı kanıyla beslemeye geçiş (kissing hataları, Triatominae; gibi ve tahtakurusu, Cimicidae) diğerleri bitkiler (en Pentatomomorpha) beslemeye yayıncısıysanız iken. Ancak, kan besleme, küçük kolaylaştırmak için kissing böcek tarafından kullanılan tükürük dışında örümcekler, Akrep ve yılan zehirlerini karşılaştırıldığında heteropteran zehirlerini hakkında bilinir.
Yapısı ve fonksiyonu olan hem morfolojik karmaşık ve birden fazla biyolojik rolü (Savunma, av yakalama ve ekstra oral sindirim) gerçekleştirmek venom/Labyal bezlerinin heteropteran zehir toksin karakterizasyonu için bir engeldir. Bu makalede, biz başarılı bir şekilde heteropteran zehirlerini toplamak için kullanılan üç yöntem açıklanmaktadır. İlk olarak, biz mevcut elektrostimülasyon kez içine enjekte edildiğinde öldürücü zehir toplamak için kullanışlı bir yol av hayvanları ve hangi tarafından glandüler doku kirlenme namussuz. İkinci olarak, hayvanların nazik taciz hortum ve/veya heteropterans bazı gruplar halinde tükürük venom zehir ekstrüzyon üretmek için yeterli olduğunu göstereceğiz. Üçüncü olarak, zehir toksin zehir bezleri elde etmek için anaesthetized hayvanlar diseksiyon tarafından hasat yöntemleri açıklanmaktadır. Bu yöntem diğer yöntemler için tamamlayıcı olduğu takson elektrostimülasyon ve taciz etkisiz neden olan toksinlerin hasat izin verebilir. Bu protokoller araştırmacılar heteropteran böcekler yapı-fonksiyon karakterizasyonu ve olası uygulamaları tıp ve tarım için toksinlerin hasat için olanak sağlar.
Introduction
Heteropteran zehirlerini kuvvetli biyoaktif maddeler1vardır. Örneğin, kan besleme Heteroptera kissing böcekler (Triatominae) ve yatak hata (Cimicidae) gibi zehir/tükürük salgılarını kolaylaştırır hemostaz2kesintiye tarafından besleme. Bu zehirlerini toksinler koagülasyon, trombosit toplama ve vazokonstriksiyona yanı sıra ağrı da dahil olmak üzere birden çok yolları hedef ve yolları kaşınıyor. Diğer çoğu heteropteran tür zehirlerini kan besleme yerine predasyona kolaylaştırmak için uyarlanmış. Onların zehirlerini felç, ölüm ve omurgasızlar3,4enjekte edildiğinde doku الرسالة neden. Omurgalılar enjekte edildiğinde onların venom aynı zamanda ciddi etkileri olabilir. Örneğin, omurgalıların içine assassin hata Holotrichius innesi zehir enjeksiyonu, ağrı, kas felci ve kanama neden olur; Fareler envenomated bu hata nedeniyle solunum felci5hızlı bir şekilde ölür.
Transcriptomic ve proteomik çalışmalar bazı heteropteran zehirlerini protein bileşimi ortaya çıkardı. Predaceous türlerin zehirlerini proteaz, diğer enzimler, peptidler ve proteinler bilinmeyen yapısı ve işlevi6,7,8de zengindir. Kissing böcek zehiri üyeleri derinden etkileyen koagülasyon, trombosit toplama ve vazokonstriksiyona2,9triabin protein ailesinden, zengindir. Ancak, hangi toksinler zehir çoğu bioactivities altında yatan bilinmemektedir. Örneğin, Triatoma infestans öpüşme böcek zehiri analjezik ve sodyum kanalları10inhibe bildirilmiştir, ama aydınlatılmamıştır için bileşenleri sorumlu kalır. Aynı şekilde, ne bileşenleri assassin böcek zehiri, felç veya ağrı neden bilinmemektedir. Belirli zehir bioactivities ve yapısı ve fonksiyonu romanı zehir toksinlerin karakterize sorumlu toksinler tanımlamak için bir ön koşul zehir almaktır.
Heteropterans elektrostimülasyon5,6,7,8,11,12,13tarafından savunma araçları provokasyon zehir elde edilen yanıt-e doğru4,8mekanik zehir bezleri8,17 dissekan Toraks12,14,15,16, sıkma, ,18,19,20,21,22ve23muscarinic asetilkolin reseptör agonistleri uygulanması. Potansiyel avantajları ve dezavantajları, herhangi bir yöntemin yargılamak karmaşık morfolojisi ile iki ayrı lümen, ön ana bezi (AMG) ve posterior ana bezi (PMG), ana bir bezi oluşur heteropteran zehir bezleri tarafından yanı sıra bir Aksesuar bezi (AG) ilişkili. Bu farklı bezi bölmeleri av yakalama, savunma ve ekstra oral sindirim8,17gibi farklı biyolojik işlevi için özelleştirilmiş farklı protein salgıları üretmek. Peiratine ve ectrichodiine assassin hataları, AMG av yakalama ve ekstra oral sindirim17ile PMG ile ilişkili olduğu düşünülmektedir. AMG savunma zehir8salgılaması için olan ise ancak, içinde harpactorine hata Pristhesancus plagipennis PMG av yakalama ve sindirim için uzmanlaşmıştır. AG assassin hata8 ‘ küçük salgı işleve sahip veya proteaz depolama dev su böcekleri23yılında büyük bir site olarak tarif edilmiştir. Açıkçası, daha fazla çalışma çeşitli heteropteran alt gruplar arasında her bezi bölmesi işlevini açıklığa kavuşturmak ve en zehir zehirli işlevini belirlemek için gereklidir. Bu raporu heteropterans bu hedefe doğru toksinlerin zehir hasat için protokolleri açıklamak.
Protocol
Representative Results
Discussion
Assassin böcek zehiri hasat en kritik adımı uygun yönteme bağlı olarak çalışma amacı seçmektir. Heteropteran zehirlerini hasat için sunulan üç yöntemlerinden her birinin avantajları ve dezavantajları bağlı olarak aşağı akım uygulamaları vardır.
Böcek zehri gelen hortum (protokoller 1-3) sınırdışı inducing zehir kirlenme tarafından glandüler doku önler. Buna ek olarak, bu yöntemleri öldürücü olmayan ve birçok kez bir böceğin yaşamı boyunca tekrar edil…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Mali anıyoruz Avustralya Ulusal Sağlık ve tıbbi araştırma Konseyi (asıl araştırma bursu Avustralya Araştırma Konseyi (hibe DP130103813 ve LP140100832 G.F.K., DECRA bursu DE160101142 için EABU için), destek APP1044414 G.F.K. için) ve Queensland Üniversitesi (doktora sonrası bursu A.A.W. için).
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).
