Produkcja toksyn do wytwarzania insektycydów
W ramach projektu "The ß-scorpion toxin binding site as a potential target for new insecticides" (β-TOXIN INSECTICIDE) zbadano wpływ wybranych substancji chemicznych na ssaki i insekty. Wykorzystano techniki, jak elektrofizjologię patch-clamp, do oceny ich wpływu na regulowany napięciem kanał sodowy w sercu. Ważnym przełomem było stworzenie systemu ekspresji dla toksyny w jadzie skorpionów u bakterii po rozwiązaniu kwestii dotyczących agregacji i błędnego fałdowania białek. System ten można dostosować do wytwarzania innych trudnych do produkcji toksyn i usprawnienia dalszych badań nad toksynami. Bisfenol A (BPA) to dobrze scharakteryzowany dodatek do tworzyw sztucznych, który zanieczyszcza środowisko i wpływa na zaburzenie gospodarki hormonalnej. Aby dokonać oceny skutków narażenia na BPA, członkowie projektu zbadali interakcję tego związku z kanałem sodowym serca. Wyniki ujawniły, że BPA blokuje przepływający kanałem prąd, jednak na poziomach znacznie poniżej poziomu krytycznego. Za sprawą mutagenezy, trójwymiarowego modelowania molekularnego i symulacji, odkryto, że miejsce wiązania BPA w kanale zachodzi na siebie z miejscem receptora znieczulenia miejscowego. Odkrycie szlaku dostępu BPA może pomóc w projektowaniu skuteczniejszych leków do leczenia bólu, chorób serca i mięśni. Ponadto wyniki badania pomogą opracować wytyczne dla decydentów dotyczące bezpiecznych limitów wystawienia na działanie BPA. Piretroidy to organiczne związki chemiczne powszechnie stosowane w insektycydach. Poprzez modelowanie in silico i badania nad wiązaniem ligandów, członkowie projektu zbadali wpływ różnych piretroidów na kleszcze i roztocza. Wyniki ujawniły, że nawet pojedyncza różnica w aminokwasach może wpłynąć na wiązanie piretroidów w kanałach sodowych. Piretroidy potrafią dopasować się do przestronnego miejsca wiązania kanałów kleszczy i roztoczy, w przeciwieństwie do fizycznie zwężonego miejsca wiązania u insektów. Tego typu wnioski strukturalne mogą pomóc w opracowaniu insektycydów, które działałyby jedynie na wybrane gatunki insektów, jak np. roztocze Varroa destructor. Zastosowania obejmują zwalczanie szkodników, rolnictwo i hodowlę pszczół. Możliwość produkowania toksyn zwierzęcych w bakteriach powinna usprawnić dalsze badania strukturalno-funkcyjne i wyjaśnić działanie ich mechanizmu molekularny. Produkcja projektowanych związków, takich jak toksyny, środki znieczulające i blokery kanałów powinna zwiększyć globalne bezpieczeństwo żywnościowe i usprawnić badania biomedyczne.
