Основываясь на структурном сходстве, было высказано предположение, что токсины скорпиона и антимикробные дефенсины беспозвоночных могли иметь общего предка. Чтобы выяснить, как нетоксичный белок превращается в токсин, авторы Zhu et al. аль. изучал эволюцию нейротоксинов, полученных из яда скорпиона, известных как ?-KTxs.
В новом исследовании, опубликованном в расширенном онлайн-издании Molecular Biology and Evolution, они проанализировали ?-Последовательности семейства KTx для извлечения консервативных аминокислотных участков, связанных со структурой и функцией нейротоксина (называемые «сигнатура токсина скорпиона», сокращенно STS). Они искали дефенсины насекомых, которые содержат STS, чтобы раскрыть молекулярные механизмы, лежащие в основе эволюции STS. Их результаты показывают, что дефенсин насекомых, содержащий STS, может быть преобразован в скорпиона ?-KTx-подобный нейротоксин всего за одно событие генетической делеции. Исследование предоставляет первое функциональное свидетельство эволюционной связи между дефензинами насекомых и скорпионом ?-KTxs, и как одна небольшая генетическая мутация приводит к новой функции белка, вызывая у скорпионов смертельный укус.
«Наиболее важными выводами нашей статьи являются предсказуемость эволюции токсичности скорпионов, возникающей в результате структурной делеции петли на предковом дефенсиновом каркасе, задействованном в яде для устранения стерических препятствий взаимодействия пептидных каналов», – сказал ведущий автор исследования доктор доктор. Шуньи Чжу. «Наша работа представляет собой отличный пример дивергентной эволюции, когда структурные изменения в наследственном каркасе привели к функциональному сдвигу белков от борьбы с микробами к атаке на добычу."