La crotamina es una toxina presente en el veneno de la serpiente de cascabel sudamericana ( Crotalus durissus terrificus ). Se trata de una proteína de 42 residuos de longitud que contiene 11 residuos básicos (nueve lisinas , dos argininas ) y seis cisteínas . También se ha aislado del veneno de la serpiente de cascabel de las praderas norteamericana, Crotalus viridis viridis . Fue aislada y purificada por primera vez por el científico brasileño José Moura Gonçalves , y luego estudiada intensivamente por su grupo de colaboradores en la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo .
La crotamina tiene varias acciones biológicas: actúa sobre los canales de sodio de la membrana celular , es ligeramente analgésica y es miotóxica, es decir, penetra en las células de los músculos y promueve la necrosis . [1] La crotamina es homóloga a otras miotoxinas del veneno y es similar a las α-,β- defensinas .
Ya se han determinado la secuencia de aminoácidos ( YKQCHKKGGHCFPKEKICLPPSSDFGKMDCRWRWKCCKKGSG , Cys4-Cys36, Cys11-Cys30, Cys18-Cys37) y la estructura molecular tridimensional de la crotamina.
La estructura proteica de la crotamina no pudo determinarse inicialmente a través de la cristalización de proteínas ni de la difracción de rayos X. [2] Se especuló que la dificultad se debía a que la crotamina tiene tantas isoformas , lo que lleva a la formación de agregados y diferentes conformaciones posibles de la proteína. La estructura y la forma de la proteína se propusieron a través de un modelo 3D generado por Siqueira et al. (2002) basado en cálculos computacionales que fueron respaldados con simulaciones intensivas de dinámica molecular y procedimientos de modelado de homología. Posteriormente, Nicastro et al. (2003) descubrieron la estructura de la crotamina a través de espectroscopia de resonancia magnética nuclear . La crotamina tiene una topología que nunca antes se había visto en toxinas activas que se dirigen a los canales iónicos; la proteína está compuesta por una hélice alfa N-terminal corta , un tipo de formación de proteína, y una pequeña hoja beta triple antiparalela, otro tipo de formación de proteína, dispuesta en una topología ab1b2b3. La crotamina tiene conformaciones de pliegues estructurales similares a la familia de las β-defensinas humanas , así como una disposición idéntica de tres puentes disulfuro . [2]
El gen y la localización cromosómica responsables de su síntesis han sido identificados por el grupo dirigido por Gandhi Rádis-Baptista, que trabaja en el Instituto Butantan , en São Paulo, Brasil. El ARNm tiene unos 340 nucleótidos y codifica una precrotamina, que incluye el péptido señal , la crotamina madura y una lisina final.
El gen de la crotamina fue el primer gen que se mapeó en un cromosoma de serpiente. [2] El gen responsable de codificar la proteína crotamina está etiquetado como Crt-p1 y su longitud de secuencia de pares de bases es de aproximadamente 1,1 kbp o 1100 pb. Se informó que el gen de la crotamina se aisló dos veces de dos especímenes diferentes, uno en un método que resultó en un tamaño de gen de 1,8 kbp y en el otro espécimen un tamaño de gen de 1,1 kbp. [3] El gen ha sido aislado previamente en el genoma de C. durissus terrificus y la proteína en sí pertenece a un grupo de miotoxinas polipeptídicas básicas pequeñas (SBPM). Los contenidos de los venenos de Crotalus pueden variar según la subespecie y la ubicación geográfica. [4] El gen Crt-p1, como lo describen Radis-Bastista et al. 2003, consta de unos tres exones separados por un intrón corto de fase 2 (140 pb) y un intrón largo de fase 1 (900 pb). El exón 1 codifica los primeros 19 aminoácidos del péptido señal e incluye la región 5' no traducida. El exón 2 codifica 39 aminoácidos de la crotamina madura y tres aminoácidos del péptido señal. El exón 3 codifica la lisina terminal y los últimos tres aminoácidos de la toxina madura. La investigación sobre las secuencias de aminoácidos de SBPM entre diferentes especies de Crotalus ha revelado un alto grado de similitud que va del 83% al 98%. [3]
Se ha secuenciado el código de aminoácidos de las proteínas de la familia de las miotoxinas, un pequeño polipéptido básico que incluye la crotamina. Se ha descubierto que son similares, con una divergencia media del 83 %. Se ha comparado una secuencia de aminoácidos de la crotamina con la del ADN clonado de la miotoxina a (la miotoxina utilizada para modelar el funcionamiento de las SBPM). En la comparación, las regiones codificantes de exones que incluyen la miotoxina madura y el péptido señal fueron similares en un 98 % y un 100 %, respectivamente. Las regiones no traducidas de 5' y 3' entre la muestra y el ADNc de la miotoxina a fueron del 60 % y del 80 %, respectivamente. Al comparar las secuencias de aminoácidos de otras proteínas que no pertenecen a la familia SBPM que se encuentran en los venenos de serpiente, suele haber una gran divergencia. Al observar las proteínas SBPM, tienen una gran similitud entre diferentes subespecies del género Crotalus y entre diferentes individuos de la misma subespecie. Esto indica, según Radis-Batista et al. Estudio de 2003 que demuestra que el gen de la crotamina y otros genes SBPM han evolucionado recientemente.