Scorpion venom peptides recently have attracted attention as alternative chemotherapeutic agents that may overcome the limitations of current drugs, providing specific cytotoxicity for cancer cells with an ability to bypass multidrug-resistance mechanisms, additive effects in combination therapy and safety. In the present study, BmKn-2 scorpion venom peptide and its derivatives were chosen for assessment of anticancer activities. BmKn-2 was identified as the most effective against human oral squamous cells carcinoma cell line (HSC-4) by screening assays with an $IC_{50}$ value of $29{\mu}g/ml$. The BmKn-2 peptide killed HSC-4 cells through induction of apoptosis, as confirmed by phase contrast microscopy and RT-PCR techniques. Typical morphological features of apoptosis including cell shrinkage and rounding characteristics were observed in treated HSC-4 cells. The results were further confirmed by increased expression of pro-apoptotic genes such as caspase-3, -7, and -9 but decrease mRNA level of anti-apoptotic BCL-2 in BmKn-2 treated cells, as determined by RT-PCR assay. In summary, the BmKn-2 scorpion venom peptide demonstrates specific membrane binding, growth inhibition and apoptogenic activity against human oral cancer cells.
Scorpion venom comprises a cocktail of toxins that have proven to be useful molecular tools for studying the pharmacological properties of membrane ion channels. HelaTx1, a short peptide neurotoxin isolated recently from the venom of the scorpion Heterometrus laoticus, is a 25 amino acid peptide with two disulfide bonds that shares low sequence homology with other scorpion toxins. HelaTx1 effectively decreases the amplitude of the K+ currents of voltage-gated Kv1.1 and Kv1.6 channels expressed in Xenopus oocytes, and was identified as the first toxin member of the κ-KTx5 subfamily, based on a sequence comparison and phylogenetic analysis. In the present study, we report the NMR solution structure of HelaTx1, and the major interaction points for its binding to voltage-gated Kv1.1 channels. The NMR results indicate that HelaTx1 adopts a helix-loop-helix fold linked by two disulfide bonds without any β-sheets, resembling the molecular folding of other cysteine-stabilized helix-loop-helix (Cs α/α) scorpion toxins such as κ-hefutoxin, HeTx, and OmTx, as well as conotoxin pl14a. A series of alanine-scanning analogs revealed a broad surface on the toxin molecule largely comprising positively-charged residues that is crucial for interaction with voltage-gated Kv1.1 channels. Interestingly, the functional dyad, a key molecular determinant for activity against voltage-gated potassium channels in other toxins, is not present in HelaTx1.
Nikkhah, Maryam;Naderi-Manesh, Hossein;Taghdir, Majid;Talebzadeh, Mehdi;Sadeghi-Zadeh, Majid;Schaller, Janatan;Sarbolouki, Mohamad N.
BMB Reports
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제39권3호
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pp.284-291
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2006
In this study, the cDNA of a new peptide from the venom of the scorpion, Buthotus saulcyi, was cloned and sequenced. It codes for a 64 residues peptide (Bsaul1) which shares high sequence similarity with depressant insect toxins of scorpions. The differences between them mainly appear in the loop1 which connects the $\beta$-strand1 to the $\alpha$-helix and seems to be functionally important in long chain scorpion neurotoxins. This loop is three amino acids longer in Bsaul1 compared to other depressant toxins. A comparative amino acid sequence analysis done on Bsaul1 and some of $\alpha$-, $\beta$-, excitatory and depressant toxins of scorpions showed that Bsaul1 contains all the residues which are highly conserved among long chain scorpion neurotoxins. Structural model of Bsaul1 was generated using Ts1 (a $\beta$-toxin that competes with the depressant insect toxins for binding to $Na^+$ channels) as template. According to the molecular model of Bsaul1, the folding of the polypeptide chain is being composed of an anti-parallel three-stranded $\beta$-sheet and a stretch of $\alpha$-helix, tightly bound by a set of four disulfide bridges. A striking similarity in the spatial arrangement of some critical residues was shown by superposition of the backbone conformation of Bsaul1 and Ts1.
세포의 활성을 좌우하는 세포질내의 칼슘농도 조절기작을 이해하기 위하여, 전갈 Leiurus quinquestriatus hebraeus (Lqh) 에서 얻은 전갈독소의 세포내 칼슘농도 조절기능과 관련된 효소들의 활성변화에 미치는 효과를 조사하였다. 칼슘펌프와 칼슘채널 효소활성은 돼지의 호흡기 상피세포에서 분리된 마이크로솜에서 측정되었으며, 전갈 독소 Lqh는 온전한 마이크로솜 시료의 경우 총 ATPase의 활성을 약 32% 증가시켰고, Triton X-100나 $Ca^{2+}$ ionophore A23187을 처리한 마이크로솜 시료에서는 총 ATPase의 활성을 약 28% 증가시켰다. Lqh 독소에 의한 ATPase의 활성증가는 $Ca^{2+}-ATPase$의 특이적 저해제인 thapsigargin의 처리로 완전히 저해되었으며, 이것으로 전갈독소 Lqh가 마이크로솜에 위치한 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성을 특이적으로 증가시킴을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 결국 Lqh 독소가 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성화에 의해 마이크로솜의 $^{45}Ca^{2+}$ uptake를 증가시킬 것이라는 예상을 가능하게 하나, 실제로는 Lqh의 처리가 마이크로솜의 $^{45}Ca^{2+}$ uptake를 오히려 약 30% 감소시켰다. 예상되었던 Lqh에 의한 $^{45}Ca^{2+}$ uptake의 증가는 오직 $InsP_3$ 수용체 칼슘채널의 저해제인 Heparin의 존재시에만 얻어졌다. 이것은 Lqh 독소가 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성화에 따른 $^{45}Ca^{2+}$ uptake를 증가시킴과 동시에 또한 $^{45}Ca^{2+}$ release를 유발시킴을 의미하며, Lqh 독소는 실제로 $InsP_3$에 의한 칼슘채널 활성화시에 얻어지는 것과 같은 정도의 $^{45}Ca^{2+}$ release를 유발시킴이 확인되었다. 위의 결과들로부터 Lqh독소에는 적어도 두 가지의 활성성분이 포함되어 있음을 알 수 있었고, 그중 하나는 $InsP_3$ 수용체 칼슘채널의 활성을, 다른 하나는 칼슘펌프의 활성을 촉진시킨다는 결론을 얻었다. 현재 Lqh 독소의 활성성분에 대한 화학적, 전기생리학적 특성들이 연구되어지고 있다.
Scorpion (SCP) has been clinically used for the treatment of endogenous wind to relieve convulsion, clearing away toxins, resolving hard masses and removing obstruction in the collaterals to relieve pain. Recent studies showed that scorpion toxins that affect the activating mechanism of sodium channels and indian black scorpion venom induced anti-proliferative and apoptogenic activity against human leukemic cell lines U937 and K562. There is lack of studies regarding the effects of SCP on the immunological activities. The present study was conducted to evaluate the effect of SCP on the regulatory effects of cytokines and nitric oxide (NO) for the immunological activities in Raw 264.7 cells. After the treatment of SCP MeOH extract dissolved in media for 1 h prior to the addition of lipopolysaccharide (LPS: 1 ${\mu}$g/ml), cell viability was measured by MTT assay, NO production was monitored by measuring the nitrite content in culture medium. Inducible nitric oxide synthase (iNOS) was determined by immunoblot analysis, and levels of cytokine were analyzed by sandwich immunoassays. As results, SCP inhibited the production of nitrite and nitrate (0.3 and 1.0 mg/ml), iNOS and p-$I_KB_{\alpha}$ protein, tumor necrosis factor-${\alpha}$ (0.3 and 1.0 mg/ml), interleukin-1${\beta}$ (0.3 and 1.0 mg/ml) and interleukin-6 (1.0mg/ml) in Raw 264.7 cells activated with LPS. These findings suggest that SCP can produce anti-inflammatory effect, which may play a role in adjunctive therapy in Gram-negative bacterial infections.
Objective: Through the literatures on the effects of Buthus martensii Karsch, we are finding out the clinical possibility and revealing the more effctive to intractable diseases. Method: We investigated the literatures of Oriental Medicine and experimental reports about Buthus martensii Karsch. Results: 1. The taste of Buthus martensii Karsch is salty, hot and toxic, and the effect of this is tetanus, headache, facial palsy and convulsion. 2. The venom of Buthus martensii Karsch is anaesthetic and toxic protein, composed of buthotoxin, lecithin, trimethylamine, betaine, taurine, cholesterol, stearic acid and palmitic acid and similar to the snake venom. 3. The pharmacological effects ofButhus martensii Karsch are anti-convulsion, depressor, anesthesia, anti-thrombosis and anti-cancer. 4. Symptoms of Buthotoxin poisoning are local pain, vomiting, fever, hypertension and palpitaion, and critical condition to Dyspnea, coma and death.
Background: Tiryaq-e-arba is a polyherbal Unani antidote/antivenom formulation used in the management of poisoning due to snake bite, scorpion bite as well as in cold poisons since time immemorial. Objectives: Tiryaq-e-arba was not evaluated scientifically before this study carried out, therefore it was studied for antivenom activity by testing on plasma fibrinogen level in Russell's Viper envenomation in rabbits. Material &Methods: The anti-venom activity of the test drug was studied by observing its effect on plasma fibrinogen level in Russell's Viper envenomation in rabbits by the method of Netelson. Results: The plasma fibrinogen level was found to be 171±665.04 mg/100 ml of blood, 36.18±1.12 mg/100 ml of blood, 33.14±0.52 mg/100 ml of blood and 17.9±1.65 mg/100 ml of blood at 0, 1, 3 and 6 hours respectively in control animals while in the test animal it was found to be 157.13±3.44 mg/100 ml of blood, 41.13±2.69 mg/100 ml of blood, 62.09±1.65 mg/100 ml of blood and 54.39±0.73 mg/100 ml of blood respectively. The test showed that though the plasma fibrinogen level in the test lower at 0 hour but it was greater in the control animals at 1, 3 and 6 hours. The increase in plasma fibrinogen level in the test animals at 3 and 6 hours was statistically significant (P<0.001). Conclusions: The finding of the present study was that Tiryaq-e-arba possesses antivenom activity which scientifically support the Unani claim that it is Dafe-Sumoom-al-Hevan (Antivenom or Antidote) and the use of this preparation in corresponding diseases.
Lidia, Osuna T.;Alejandro, Mora I.;Elsa, Ventura Z.;Enrique, Jimenez F.;Crescencio, Bazaldua M.;Antonio, Jimenez A.
Journal of Crop Science and Biotechnology
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제10권3호
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pp.141-146
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2007
The roots of Aristolochia elegans Mast.(Aristolochiaceae) are widely used in Mexican traditional medicine as a remedy for scorpion venom. Current experimental evidence supports its purported antidote properties. However, collection from the wilderness has lead to local extinction of natural populations. In order to contribute to species preservation, cultivation, and standardization of morphological and pharmacological properties, a micropropagation method was developed. This includes in-vitro germination of seeds to produce aseptic plantlets, induction of multiple budding, and acclimatization. The treatment with benzylamino purine(10 ${\mu}M$) induced the highest number of buds(3.1 on average) in both types of explants. On the other hand, indolebutyric acid(1.5 ${\mu}M$) caused the highest root index(11.8) per explant. One hundred percent of the micropropagated plantlets developed vigorously after the acclimatization process.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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