به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، خانواده عقرب‌های Buthidae شامل بندپایان با اهمیت پزشکی هستند، زیرا زهر آن‌ها شامل طیف متنوعی از مولکول‌های زیستی، از جمله نوروتوکسین‌ها است که به‌طور انتخابی کانال‌های یونی در غشای سلولی را هدف قرار می‌دهند. این کانال‌ها نقش مهمی در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی ایفا می‌کنند و هرگونه اختلال در فعالیت آن‌ها می‌تواند منجر به کانالوپاتی شود که می‌تواند منجر به شرایط مختلف از جمله خود ایمنی، قلبی عروقی، ایمونولوژیک و نئوپلاستیک شود. 
ساختار کانال‌های یونی
کانال‌های یونی در حیوانات، گیاهان و باکتری‌ها وجود دارند و مسئول تنظیم جریان یون در غشای سلولی هستند. آن‌ها درشت مولکول‌هایی هستند که تحت محرک‌ها پاسخی تولید می‌کنند که جریان انتخابی یون‌ها را در غشاهای سلولی امکان‌پذیر می‌سازد. با نقش اساسی در فرآیندهای فیزیولوژیکی، کانال‌های یونی مسئول کنترل سیگنال‌های شیمی‌الکتریک هستند که ضربان قلب، چرخه سلولی و ریتم شبانه‌روزی را هماهنگ می‌کنند و پاسخ ایمنی را تعدیل می‌کنند و مسیرهای ارتباطی عصبی را پشتیبانی می‌کنند. این کانال‌ها در تولید پتانسیل غشایی، آزادسازی انتقال دهنده‌های عصبی، انتقال سیگنال، انقباض عضلانی، ترشح هورمون، احساس محرک‌های فیزیکی و شیمیایی، تحرک و رشد سلولی نقش دارند. کانال‌های دروازه‌ای را می‌توان به سه گروه تقسیم کرد: کانال‌های دریچه ولتاژ، کانال‌های وابسته به لیگاند و کانال‌های حساس مکانیکی.
در پستانداران، کانال‌های Na+، K+ و Ca2+ دارای ولتاژ دارای ساختارهای مشابهی هستند و معمولاً توسط یک زیرواحد منفذساز یا زیرواحد α تشکیل می‌شوند، اما تفاوت اصلی این است که زیرواحد α در کانال‌های Na+ و Ca2+ توسط چهار حوزه مرتبط (DI-IV) تشکیل می‌شود، در حالی که در K+ توسط چهار کانال 4،9 مجزا تشکیل می‌شود.
نوروتوکسین‌ها
نوروتوکسین‌های عقرب با Na+، K+، Ca2+، یا Cl− کانال‌های یونی دارای ولتاژ دردار (VGIC) سلول‌های تحریک‌پذیر تعامل دارند. آن‌ها پپتیدهایی هستند که به دلیل وجود پل‌های سیستئین، چین‌خوردگی‌ها را حفظ کرده‌اند، اما به دلیل ترکیب‌بندی و بارهای متنوع‌شان، عملکردهای متفاوتی دارند و در نتیجه گیرنده‌های اختصاصی کانال با میل پیوندی بالا ایجاد می‌شوند. ویژگی آن‌ها به حدی زیاد است که پپتیدهایی با 96.72٪ شباهت در باقیمانده‌هایشان (یا دو جایگزین اسید آمینه) تفاوت عمده‌ای در برهمکنش نشان می‌دهند و آن‌ها را در سطح نانوگرم کشنده و/یا پاسخگو می‌کند.
 سموم کانال Na+
سمومی که روی کانال‌های سدیم اثر می‌گذارند، به دلیل تأثیر بر پستانداران، از جمله انسان، برجسته هستند. آن‌ها به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: سموم آلفا مسئول کاهش سرعت غیرفعال شدن سریع کانال، مهار فاز غیرفعال شدن پتانسیل عمل هستند، و سموم β باعث تغییر در وابستگی پتانسیل غشایی کانال فعال سازی به پتانسیل‌های منفی تر می‌شوند که منجر به کاهش دامنه پیک جریان می‌شود. هر دو توکسین α و سم β منجر به ورود بیشتر سدیم به سلول‌ها می‌شوند. فعال شدن این کانال‌ها و دپلاریزاسیون باعث آزادسازی گسترده انتقال‌دهنده‌های عصبی، عمدتاً گلوتامات می‌شود، اما سموم خاص نیز به طور خاص بر روی سیستم دوپامینرژیک عمل می‌کنند.
سموم α
سموم α عموماً در زهر خانواده Buthidae فراوانتر هستند. به دلیل اثرات نوروتوکسیک، سموم α به عنوان "وابسته بالقوه" نیز شناخته می‌شوند. آن‌ها در زهر عقرب دیرینه تروپیک وجود دارند و تنها زمانی عمل می‌کنند که کانال باز باشد. میل اتصال آن‌ها با شدت قطبش غشا متناسب است و بسته شدن کانال سدیم را بدون تغییر پتانسیل باز شدن آن غیرفعال می‌کنند. آن‌ها پپتیدهایی هستند که حاوی 60 تا 70 باقیمانده اسید آمینه با چهار پیوند دی سولفیدی هستند که به جایگاه گیرنده کانال سدیم 3، واقع در بخش خارج سلولی S3-S4 دامنه IV کانال متصل می‌شوند. زهر آندروکتونوس دارای لیگاندهای با میل ترکیبی بالا برای کانال‌های سدیمی است که مسئول تحریک پذیری سلولی هستند و سموم α پپتید اصلی مسئول اثر کشنده آن‌ها هستند. 
بتا توکسین‌ها
سموم β به محل 4 کانال متصل می‌شوند، فعال سازی وابسته به ولتاژ را به پتانسیل هایپرپولاریزه تر تغییر می‌دهند و دامنه پیک جریان سدیم را کاهش می‌دهند. آن‌ها از 60-65 اسید آمینه و چهار پیوند دی سولفیدی تشکیل شده‌اند. سموم β با اعمال روی دامنه II در حلقه خارج سلولی بخش‌های S3-S4، عملکرد دووجهی دارند، زیرا می‌توانند حالت تحریکی را افزایش داده و حالت افسردگی فعالیت‌های کانال Nav را مهار کنند.
در طول فعال‌سازی، حسگرهای ولتاژ به بیرون منتقل می‌شوند و امکان تعامل سم با بخش خارج سلولی بخش را فراهم می‌کنند. آن‌ها مسئول تحریک خود به خود و مکرر پتانسیل عمل هستند، که به کانال‌های Nav اجازه می‌دهد تا در پتانسیل غشای زیرآستانه فعال شوند. با این حال، آن‌ها همچنین جریان اوج کانال Nav را کاهش می‌دهند. Ts1 سمی ترین پپتید اصلی موجود در زهر عقرب Tityus serrulatus است. این یک سم β کلاسیک است که در محل 4 کانال سدیم عمل می‌کند و کانال‌های سدیم Nav 1.3 به Nav 1.6 را تعدیل می‌کند. با این حال، مطالعات الکتروفیزیولوژیکی نشان داده است که به عنوان یک سم آلفا نیز عمل می‌کند و برای پستانداران و حشرات سمی است. Ts1 که به نام γ-توکسین موجود در زهر این عقرب نیز شناخته می‌شود، باز شدن کانال و همچنین بسته شدن آن را در هنگام باز شدن مسدود می‌کند، بنابراین یک اثر ترکیبی اعمال می‌کند.
سموم کانال K+
در میان پپتیدهایی که بر کانال K+ تأثیر می‌گذارند، Vm24 (α-KTx 23.1) وجود دارد که بر روی کانال Kv1.3 تأثیر می‌گذارد که یک پپتید مشتق شده از HsTX1 و آنالوگ آن HsTX1[R14A] از عقرب Vaejovis mexicanus smithi است و مسئول مسدود کردن این کانال است. کانال‌های Kv در سلول‌های T حافظه موثر بیان می‌شوند و در پیشگیری از علائمی که می‌توانند در مولتیپل اسکلروزیس هنگام تخریب غلاف میلین اعصاب ظاهر شوند، نقش دارند. بنابراین، مسدود کننده‌های جریان پتاسیم برای پیشگیری از علائم مهم هستند.
سموم کانال Ca2+
زهر عقرب همچنین بر آزادسازی Ca2+ ذخیره شده در شبکه سارکوپلاسمی عضلات اسکلتی و قلبی تأثیر می‌گذارد. آن‌ها با اتصال به گیرنده‌های رایانودین، که کانال‌های کلسیمی موجود در غشاهای شبکه آندوپلاسمی و سارکوپلاسمی هستند، عمل می‌کنند و غلظت کلسیم آزاد داخل سلولی را تنظیم می‌کنند. کلسیم درون سلولی رویدادهایی را تحریک می‌کند که منجر به انقباض عضلانی، ترشح هورمون، فعال شدن لنفوسیت‌ها، لقاح و سایر فرآیندهای فیزیولوژیکی می‌شود.
کلر- سموم کانال
کانال‌های کلر در فیزیولوژی سلولی ضروری هستند و در تثبیت پتانسیل غشای سلولی، انتقال ترانس اپیتلیال، حفظ pH داخل سلولی، تکثیر سلولی، ترشح مایع و تنظیم حجم سلول عمل می‌کنند. با توجه به اهمیت آن در عملکرد سلولی، اختلالات ناشی از جهش در ژن آن ممکن است باعث پاتولوژی‌هایی مانند تخریب عصبی، لوکودیستروفی، عقب ماندگی ذهنی، ناشنوایی، نابینایی، میتونی، هیپرآلدوسترونیسم، از دست دادن نمک کلیوی، پروتئینوری، سنگ کلیه، ناباروری مردانه و پوکی استخوان شود. شکاف‌هایی در توصیف این کانال‌ها وجود دارد که ارائه آن‌ها به عنوان هدف برای شرایط پاتولوژیک را دشوار می‌کند.
پپتیدها و سایر کاربردها در کانال‌های یونی
توسعه مسکن‌هایی که عمدتاً بر روی کانال‌های سدیم دارای ولتاژ عمل می‌کنند مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، زیرا هدف جذابی برای توسعه داروهای جدید هستند و ارتباط مستقیمی با ایجاد و انتشار درد دارند. از این جنبه، پپتیدهای عقرب هدف جالبی هستند، زیرا آن‌ها مطالعات بنیادی را برای شناسایی و شناسایی زیرگروه‌های کانال یونی ارائه می‌کنند که می‌تواند منجر به بی‌دردی و درد شود، عمدتاً کانال‌های یونی سدیم مانند Nav 1.7، Nav 1.1، Nav 1.3، Nav 1.6، Nav 1.8، و Nav9.
پپتید BmK AGAP، جدا شده از سم عقرب Buthus martensii Karsch، دارای فعالیت ضد درد و ضد توموری است و در توقف چرخه سلولی و آپوپتوز نقش دارد. این پپتید یک تنظیم کننده کانال یونی است که روی کانال‌های کلسیم فعال شده با ولتاژ بالا و پایین و کانال‌های سدیم مقاوم به تترودوتوکسین عمل می‌کند. 
از نظر مفهومی، تبادل یون‌ها اساسی‌ترین تعادل فیزیولوژیکی سلول را تشکیل می‌دهد، و در برخی سطوح - حتی میتوکندری - همه سلول‌ها کانال‌های یونی دارند که با محیط تبادل می‌کنند. امکان تنظیم کانال‌هایی که در آن‌ها نفوذ می‌کنند منجر به کنترل ضروری مورد نیاز برای درمان اختلالات مختلف، کانالوپاتی‌ها و بیماری‌های دژنراتیو می‌شود. در این اقیانوس از دانش در مورد نوروتوکسین‌ها، ما فقط قطره‌ای از این جهان وسیع را می‌دانیم. در اینجا، ویژگی‌های اصلی عملکرد کانال را به متنوع‌ترین امکانات کاربردی پپتیدهای زهر عقرب تعدیل‌کننده کانال مورد ارزیابی قرار گرفت. بنابراین، با وجود تمام مطالعات فعلی، هنوز هم حوزه‌ای از مطالعه است که به دلیل استفاده نکردن از پتانسیل کامل خود، شایسته توجه است. 
پایان مطلب/