Ogromno ljudi se boji kač, pajkov in škorpijonov. Njihov strah je v veliko primerih upravičen, saj so nekatere vrste zelo strupene in celo smrtno nevarne. Ob ugrizu ali piku v telo sprostijo strupe - toksine, ki se vežejo na ionske kanale v celičnih membranah. Znanstveniki so pred kratkim odkrili način kako se to zgodi s kombinacijo metode magnetne resonance in postopkom sinteze proteinov.

Celice v našem telesu imajo membrane v katere so vgrajeni ionski kanali. Ti kanali so posebni proteini, ki skozi membrano prepuščajo le določene ione. Kanali oblikujejo elektro-kemijski gradient, ki omogoča prehod živčnim in mišičnim signalom. Ko je živec ali srčna mišična celica vzburjena, se spremeni struktura ionskega kanala in tvorijo se pore, ki omogočijo prehod ionov. Različni kanali so odprti za različne ione. Na primer: kalijevi kanali prepuščajo le kalijeve ione. Strupene živali uporabljajo specifične strupe, ki blokirajo kanale in preprečijo prehod električnih signalov skozi membrane. Celica zato pogosto odmre.

Raziskovalci so najprej raziskali elektrofiziološke karakteristike zastrupljenega kanalskega proteina. Nekaj so jih označili (označili so jim spin) in raziskali s pomočjo magnetne resonance (NMR). Zaznamovani proteini vsebujejo ogljikove in dušikove atome z magnetnim momentom (spinom), ki ojača NMR signale. Primerjava spektroskopskih podatkov pred in po zastrupitviji je pokazala, da se strup veže na določen del kanala - območje s porami - in spremeni strukturo dela. Strup je učinkovit le, če "prepozna" določeno sekvenco aminokislin v ionskem kanalu. Za močan učinek strupa je pomembno tudi, da zmore spremeniti strukturo obeh molekul, ki tvorita kanal.

Podrobna skica delovanja

Struktura ionskega kanala s vezanim toksinom. Znanstveniki so uporabili NMR, da so raziskali kako  kaliotoxin (strup severno afriškega škorpijona)  vpliva na kalijev kanal bakterije. Opazovali so podatke NMR iz vzorcev pred in po nastanku toxin-ion kompleksa (zgoraj rdeče in zeleno). Iz tega so nato razvili strukturni model (spodaj). Spremembe v strukturi so označene rdeče, modra področja niso prizadeta.

Vir: http://www.chemlin.net/news/2006/apr2006/potassium-channels.htm

Dodatne informacije:

 - http://en.wikipedia.org/wiki/Ion_channel
- http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_magnetic_resonance
- http://en.wikipedia.org/wiki/Toxin

Avtor: Andrej Mernik