Synaptotagmin Binding to Botulinum Neurotoxins

Martínez-Carranza, Markel,1992-Stockholm University,Stockholms universitet,Institutionen för biokemi och biofysik (författare)

Botulinum neurotoxins (BoNTs) are exceptionally toxic proteins that cause paralysis but are also extensively used as treatment for various medical conditions. Most BoNTs bind two receptors on neuronal cells, namely, a ganglioside and a protein receptor. Differences in the sequence between the protein receptors from different species can impact the binding affinity and toxicity of the BoNTs. Here we have investigated how BoNT/B, /DC, and /G, all three toxins that utilize synaptotagmin I and II (Syt-I and Syt-II, respectively) as their protein receptors, bind to Syt-I and -II of mouse/rat, bovine, and human origin by isothermal titration calorimetry analysis. BoNT/G had the highest affinity for human Syt-I, and BoNT/DC had the highest affinity for bovine Syt-II. As expected, BoNT/B, /DC, and /G showed very low levels of binding to human Syt-II. Furthermore, we carried out saturation transfer difference (STD) and STD-TOCSY NMR experiments that revealed the region of the Syt peptide in direct contact with BoNT/G, which demonstrate that BoNT/G recognizes the Syt peptide in a model similar to that in the established BoNT/B-Syt-II complex. Our analyses also revealed that regions outside the Syt peptide’s toxin-binding region are important for the helicity of the peptide and, therefore, the binding affinity.

Blasco, PilarStockholm University,Stockholms universitet,Institutionen för organisk kemi(Swepub:su)pblas (författare)
Gustafsson, RobertStockholm University,Stockholms universitet,Institutionen för biokemi och biofysik(Swepub:su)rogu0454 (författare)
Dong, MinHarvard Medical School,Boston Children's Hospital (författare)
Berntsson, Ronnie Per-ArneUmeå University,Umeå universitet,Institutionen för medicinsk kemi och biofysik,Wallenberg centrum för molekylär medicin vid Umeå universitet (WCMM)(Swepub:umu)robe0049 (författare)
Widmalm, GöranStockholm University,Stockholms universitet,Institutionen för organisk kemi(Swepub:su)gw (författare)
Stenmark, PålStockholm University,Lunds universitet,Stockholms universitet,Institutionen för biokemi och biofysik,Lund University, Sweden,Institutionen för experimentell medicinsk vetenskap,Medicinska fakulteten,Strukturell biokemi,Forskargrupper vid Lunds universitet,Department of Experimental Medical Science,Faculty of Medicine,Structural Biochemistry,Lund University Research Groups(Swepub:lu)pa4463st (författare)
Stockholms universitetInstitutionen för biokemi och biofysik (creator_code:org_t)

Ingår i:Biochemistry: American Chemical Society (ACS)59:4, s. 491-4980006-29601520-4995

Av författaren/redakt...: Martínez-Carranz ...; Blasco, Pilar; Gustafsson, Robe ...; Dong, Min; Berntsson, Ronni ...; Widmalm, Göran; visa fler...; Stenmark, Pål; visa färre...

Om ämnet

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP: MEDICIN OCH HÄLS ...; och Medicinska och f ...; och Läkemedelskemi

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.