Toksin simpul ganda

Toksin simpul ganda (double-knot toxin, DkTx), juga dikenal sebagai Tau-theraphotoxin-Hs1a atau Tau-TRTX-Hs1a, adalah racun yang ditemukan dalam racun laba-laba Burung Cina (Ornithoctonus huwena atau Cyriopagopus schmidti), spesies tarantula yang terutama hidup di Provinsi Guangxi, Tiongkok. Toksin ini, yang dicirikan oleh struktur bivalen dari dua Simpul penghambat sistin (Inhibitor Cystine Knots, ICK), diperkirakan menyebabkan rasa sakit yang menyiksa dan bertahan lama dengan mengaktifkan saluran transien reseptor potensial vanilloid 1 (TRPV1).

Etimologi 
Nama DkTx didasarkan pada struktur molekulnya, yang terdiri dari dua segmen ICK yang terhubung.

Kimia 
DkTx dapat dimurnikan dari racun laba-laba burung Tiongkok Ornithoctonus huwena menggunakan kromatografi fasa terbalik. DkTx adalah peptida kaya sistein; peptida semacam itu sulit disintesis karena efisiensi pelipatannya yang rendah. Inilah sebabnya mengapa informasi struktural dan fungsional tentang peptida ini terbatas. DkTx adalah peptida dengan 75 asam amino yang terdiri dari dua domain ICK kepala-ke-ekor yang dilipat secara independen, yang dihubungkan bersama melalui peptida penghubung sepanjang tujuh asam amino. Struktur yang kompak dan kaku ini memberikan toksin dengan afinitas tinggi untuk berikatan dengan saluran targetnya. Rantai asam amino penghubung mampu melakukan pemisahan kedua simpul dan memungkinkan mereka untuk berlabuh ke situs pengikatan saluran secara bersamaan. Dua motif ICK disebut sebagai K1 dan K2, dan masing-masing terdiri dari enam residu sistein. Untuk alasan ini, DkTx adalah bagian dari keluarga peptida ICK; namun urutan DNA-nya menyimpang dari peptida ICK lainnya, seperti vanillotoksin, huwentoksin, atau hanatoksin.

Target 
DkTx adalah agonis reseptor TRPV1 spesifik dan bertindak sebagai ligan bivalen, yang memberikan afinitas tinggi terhadap targetnya. Saluran TRPV1 adalah anggota kelompok saluran ion TRP, yang semuanya diketahui bertanggung jawab atas pensinyalan sensorik, seperti mekanosensasi, termosepsi, dan nosisepsi. TRPV1 sendiri merupakan saluran kation nonselektif yang terletak di membran plasma ganglion akar dorsal nosiseptif. Saluran ini dapat diaktifkan dengan beberapa cara, seperti panas yang menyakitkan, capsaicin, protein ekstraseluler, dan agen inflamasi lainnya. Namun, lokasi pengikatan dapat berbeda. Capsaicin tidak mengikat ke daerah pori luar tetapi ke daerah S3-S4 saluran.

Potensi pengikatan toksin ini ke saluran TRPV1, yang diukur dengan konsentrasi efektif setengah maksimal (EC 50) dari DkTx adalah 0.23 μM. Karena struktur bivalennya, potensi ini jauh lebih tinggi dibandingkan dengan motif K1 dan K2 tunggal atau vanilotoksin lain yang mengikat saluran TRPV1.

Vanilotoksin (VaTx, atau Vaniloida) adalah racun yang merupakan agonis TRPV1 yang menargetkan saluran pada daerah pori luarnya. Untuk alasan ini, DkTx dianggap sebagai vanilotoxin. Berbeda dari interaksi reversibel dari tiga racun VaTx lainnya (VaTx1, VaTx2 dan VaTx3), pengikatan DkTx bersifat ireversibel dan menimbulkan aktivitas saluran TRPV1 yang persisten.

Mode aksi 
Laba-laba burung O. huwena menghasilkan racun dalam jumlah besar yang, meskipun sering ditandai dengan adanya motif ICK, sangat berbeda dalam cara kerjanya. Secara molekuler, toksin tersebut secara khusus menargetkan reseptor TRPV1 di tepi luar wilayah pori luar saluran. Setelah mengikat, DkTx akan berinteraksi dengan membran dan memasukkan residu hidrofobiknya ke dalam membran dengan membentuk kompleks yang terdiri dari membran dan toksin, yang akibatnya akan mengunci saluran TRPV1 dalam keadaan terbuka.

Toksisitas 
Setelah mengikat, toksin diperkirakan akan menyebabkan sensasi nyeri hebat yang berkepanjangan, disertai peradangan neurogenik karena aktivasi TRPV1 yang bertahan lama. Namun, efek perilaku tertentu tetap tidak diketahui. Sejalan dengan efek toksin yang terisolasi, efek racun dari bisa laba-laba mentah dilaporkan terutama nosiseptif dan inflamasi, tetapi tidak mematikan.

Referensi 

Neurotoksin
Toksin saluran ion
Toksin inverteberata