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樹冠に潜む危険性南米ヤシマムシBothrops bilineatus亜種bilineatusとsmaragdinusの毒のプロテオミクスと生物活性の比較、およびB. b. bilineatus (Rondônia)のブラジル産ペンタボトロピック抗生物質に対する抗生物質の抗生物質学的特性
Danger in the canopy. Comparative proteomics and bioactivities of the venoms of the South American palm pitviper Bothrops bilineatus subspecies bilineatus and smaragdinus, and antivenomics of B. b. bilineatus (Rondônia) venom against the Brazilian pentabothropic antivenom.
PMID: 32686412 DOI: 10.1021/acs.jproteome.0c00337.
抄録
本研究では、ブラジルのRondônia州に生息する南米ヤシマムシB. bilineatusとペルーに生息するB. b. smaragdinusの2つの亜種（bilineatusとsmaragdinus）の毒の構造的・機能的プロテオミクス解析を行った。これらのあまり知られていない樹上性の一般的な捕食者は、アマゾン全域の低地熱帯雨林に広く分布しており、ヘビ咬傷の重要な原因となっている。B. bilineatus sppの3種の毒は、11の毒タンパク質クラスに属する成分からなる全体的に保存されたプロテオミクスプロファイルを示し、PIII（毒タンパク質全体の34-40％）とPI（8-18％）のSVMPとその内因性トリペプチド阻害剤（SVMPi、8-10％）；ブラジキニン-増強様ペプチド（BBPs、10.7-15％）；蛇毒毒タンパク質全体の7-15％；ブラジキニン-増強様ペプチド（BBPs、10.7〜15％）；蛇毒セリンプロテアーゼ（SVSP、5.5〜14％）；C型レクチン様タンパク質（CTL、3〜10％）；ホスホリパーゼA2（PLA2、2.8〜7.6％）；システインリッチ分泌タンパク質（CRISP、0.9〜2.8％）；L-アミノ酸オキシダーゼ（LAO、0.9〜5％）は、それらの共通の毒プロテオームの主要成分を代表する。B. b. b. bilineatusの毒プロテオームとB. b. smaragdinusの2つの地理的変異種の毒プロテオームを比較解析したところ、2つのブラジルの分類群は、ペルーのB. b. smaragdinusとは同じ分子を共有しているが、ペルーのB. b. b. smaragdinusとは同じ分子を共有していないことが明らかになり、地理的に近い、おそらく同種のポルト・ヴェリョ（RO, BR）のB. b. smaragdinusとB. b. bilineatusの親個体群との交雑が示唆された。南アメリカのマムシの毒素は、インビトロで記録されたコラーゲン分解、カゼ溶解、PLA2、L-アミノ酸オキシダーゼ、トロンビン様および第X因子活性化活性、および南アメリカのマムシの害毒の臨床的特徴、すなわち局所的で徐々に上昇する痛み、ショックと意識消失、自然出血、重篤な凝固障害を説明することができる。ブラジルの五葉類のSAB抗毒が異種生物であるB. b. bilineatusの毒と交差反応したことから、Bothrops "jararaca"と"taeniatus"の最後の共通祖先であるBothrops "jararaca"と"taeniatus"の毒の中には、特定の抗原性決定因子がすでに存在していた可能性が示唆された。
We report a structural and functional proteomics characterization of the venoms of the two subspecies (bilineatus and smaragdinus) of the South American palm pitviper B. bilineatus from the Brazilian state of Rondônia and B. b. smaragdinus from Perú. These poorly known arboreal and mostly nocturnal generalist predators are widely distributed in lowland rain forest throughout the entire Amazon region, where they represent an important cause of snakebites. The three B. bilineatus spp venom sampled exhibit overall conserved proteomic profiles comprising components belonging to 11 venom protein classes, with PIII (34-40% of the total venom proteins) and PI (8-18%) SVMPs and their endogenous tripeptide inhibitors (SVMPi, 8-10%); bradykinin-potentiating-like peptides (BBPs, 10.7-15%); snake venom serine proteinases (SVSP, 5.5-14%); C-type lectin-like proteins (CTL, 3-10%); phospholipases A2 (PLA2, 2.8-7.6%); cysteine-rich secretory proteins (CRISP, 0.9-2.8%); L-amino acid oxidases (LAO, 0.9-5%) representing the major components of their common venom proteomes. Comparative analysis of the venom proteomes of the two geographic variants of B. b. smaragdinus with that of B. b. bilineatus revealed that the two Brazilian taxa share identical molecules between themselves but not with Peruvian B. b. smaragdinus, suggesting hybridization between the geographically close, possibly sympatric, Porto Velho (RO, BR) B. b. smaragdinus and B. b. bilineatus parental populations. The toxin arsenal of the South American palm pitvipers may account for the in vitro recorded collagenolytic, caseinolytic, PLA2, L-amino acid oxidase, thrombin-like and factor X-activating activities, and the clinical features of South American palm pitviper envenomings, i.e. local and progressively ascending pain, shock and loss of consciousness, spontaneous bleeding and profound coagulopathy. The remarkable crossreactivity of the Brazilian pentabothropic SAB antivenom toward the heterologous B. b. bilineatus venom suggests that the paraspecific antigenic determinants should had been already present in the venom of the last common ancestor of the Bothrops "jararaca" and "taeniatus" clades, an event that has been dated about 8.5 Mya in the mid-late Miocene epoch of the Cenozoic era.