Engineering of Three-Finger Fold Toxins Creates Ligands with Original Pharmacological Profiles for Muscarinic and Adrenergic Receptors

Protein engineering approaches are often a combination of rational design and directed evolution using display technologies. Here, we test “loop grafting,” a rational design method, on three-finger fold proteins. These small reticulated proteins have exceptional affinity and specificity for their diverse molecular targets, display protease-resistance, and are highly stable and poorly immunogenic. The wealth of structural knowledge makes them good candidates for protein engineering of new functionality. Our goal is to enhance the efficacy of these mini-proteins by modifying their pharmacological properties in order to extend their use in imaging, diagnostics and therapeutic applications. Using the interaction of three-finger fold toxins with muscarinic and adrenergic receptors as a model, chimeric toxins have been engineered by substituting loops on toxin MT7 by those from toxin MT1. The pharmacological impact of these grafts was examined using binding experiments on muscarinic receptors M1 and M4 and on the α1A-adrenoceptor. Some of the designed chimeric proteins have impressive gain of function on certain receptor subtypes achieving an original selectivity profile with high affinity for muscarinic receptor M1 and α1A-adrenoceptor. Structure-function analysis supported by crystallographic data for MT1 and two chimeras permits a molecular based interpretation of these gains and details the merits of this protein engineering technique. The results obtained shed light on how loop permutation can be used to design new three-finger proteins with original pharmacological profiles

L'origine génétique de la variabilité des venins : impact sur la préparation des sérums antivenimeux

L'une des principales causes des variations biochimiques des venins semble être génétique. Nous avons étudié le venin des membres de fratries nés en élevage (12 #Crotalus atrox et 21 #Naja haje). Nous avons utilisé en première intention l'électrophorèse en acétate de cellulose (AE). Les variations ont été confirmées par immunoélectrophorèse (AIE) à l'aide de sérums antivenimeux (SAV = IPSER Africa, Pasteur Mérieux Sérums et Vaccins) et d'immunsérums préparés sur lapin à partir de venins présentant le maximum de fractions en électrophorèse (venin total) et de toxines pures (neurotoxine-alpha et cardiotoxine-gamma). Par ailleurs, nous avons mesuré la toxicité de certains échantillons et la capacité du SAV à neutraliser ces échantillons. En AE, les venins de #C. atrox montrent une bonne homogénéité, traduisant une grande stabilité génétique au sein du groupe analysé. En revanche, les venins de #N. haje ont révélé une grande hétérogénéité. Il a été possible d'assigner les 13 échantillons à cinq groupes en fonction de l'absence de certaines fractions par rapport au venin total. L'AIE confirme ces résultats. L'AIE montre que la neurotoxine-alpha est présente en quantité variable dans tous les échantillons, même lorsqu'elle n'apparaît pas en AE. Nous pensons que ces variations sont liées à la différence de concentration des fractions protéiques dans chaque échantillon et/ou à une modification de la composition chimique de la neurotoxine. Quoiqu'il en soit, la variation de toxicité entre les différents échantillons pose le problème du pouvoir neutralisant des SAV. Le choix des venins servant à la fabrication des SAV devrait reposer sur la composition biochimique et la toxicité des échantillons plutôt que sur un mélange aléatoire des venins. (Résumé d'auteur

Eggs-only diet: Its implications for the toxin profile changes and ecology of the marbled sea snake (Aipysurus eydouxii)

10.1007/s00239-004-0138-0Journal of Molecular Evolution60181-89JMEV

Relationship Between Alexithymia and Aggression in a Sample of Men with Substance Dependence

Objective:The aim of this study Was to evaluate the relationship between alexithymia and aggression among men with substance dependence. In addition, we wanted to control the effect of variables such as depression and anxiety on this relationship