Odmienne funkcje i właściwości jadów rzęsorka rzeczka Neomys fodiens i ropuchy szarej Bufo bufo
No Thumbnail Available
Date
2018
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Different functions and properties of venoms of the water shrew Neomys fodiens and the common toad Bufo bufo
Abstract
Toksyny pochodzenia zwierzęcego znalazły liczne zastosowania w medycynie i farmaceutyce. Dotychczas charakteryzowano głównie toksyny produkowane przez owady, pajęczaki, węże i żaby. Jady ssaków i trucizny ropuch (a zwłaszcza ich komponenty białkowe) nie były dotąd poddane tak szczegółowym badaniom. W mojej rozprawie doktorskiej, analizowałem skład, toksyczne właściwości i funkcje jadu ze ślinianek rzęsorka rzeczka Neomys fodiens oraz wydzieliny z gruczołów zausznych ropuchy szarej Bufo bufo. Wykazałem, że jad rzęsorka posiada silne właściwości paralityczne (spadek szybkości przewodzenia impulsów nerwowych oraz siły skurczu mięśnia łydkowego żaby) oraz słabszą aktywność kardioinhibicyjną. Rozdział chromatograficzny ujawnił, że w jadzie rzęsorka obecne są kalmodulina, hialuronidaza, lizozym c i fosfolipaza A2. Jad rzęsorka znacznie redukuje czas potrzebny na obezwładnienie średniej wielkości ofiar (np. dużych bezkręgowców), dlatego wnioskuję, że jest on stosowany do pokonania i robienia zapasów z takich właśnie ofiar. Trucizna produkowana przez ropuchę posiada silne właściwości kardiotoksyczne (spadek częstotliwości skurczów serca żaby połączony z nieodwracalnym zatrzymaniem akcji serca; wzrost częstotliwości skurczów serca owada), zaś jej aktywność paralityczna jest niewielka. Trucizna ta zawiera m. in. takie białka jak proteazy serynowe, peroksydaza glutationowa czy cytotoksyczne limfocyty T. Eksperymenty behawioralne ujawniły, że ropucha szara stosuje liczne reakcje obronne by uniknąć ataku drapieżnika i wydziela truciznę dopiero po jego ataku. Wyniki moich badań mogą być punktem wyjścia do opracowania nowych leków i zastosowania jadów rzęsorka i ropuchy w medycynie.
Animal toxins have many medical and therapeutic applications. Principally, toxins produced by insects, arachnids, snakes and frogs have been characterized. Mammalian venoms and toad poisons (and especially their protein components) have not been comprehensively investigated so far. Therefore, I analysed composition, toxic properties and functions of venom from salivary glands of the water shrew Neomys fodiens and parotoid poison of the common toad Bufo bufo. Neomys venom displayed strong paralytic properties (decrease in the frog nerve conduction velocity and muscle contraction force) and lower cardioinibitory activity. Chromatographic separation revealed that calmodulin-like protein, hyaluronidase, lysozyme C and phospholipase A2 are present in Neomys venom. As the venom reduced time required to overcome medium-sized prey (such as large invertebrates), I concluded that it is helpful in overpowering and hoarding such prey. Bufo poison displayed a strong cardiotoxicity (a decrease in the frog heart contractility coupled with an irreversible cardiac arrest; an increase in the beetle heart rate), whereas its paralytic activity was low. Serine proteases, phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase and cytotoxic T-lymphocyte protein were present in Bufo poison. Behavioural tests revealed that the toad employed many behavioural responses to avoid predation and secreted the poison frugally, i.e. only after predator attack. My results may be helpful in development of new drugs and the use of Neomys venom and Bufo poison-peptides in medicine.
Animal toxins have many medical and therapeutic applications. Principally, toxins produced by insects, arachnids, snakes and frogs have been characterized. Mammalian venoms and toad poisons (and especially their protein components) have not been comprehensively investigated so far. Therefore, I analysed composition, toxic properties and functions of venom from salivary glands of the water shrew Neomys fodiens and parotoid poison of the common toad Bufo bufo. Neomys venom displayed strong paralytic properties (decrease in the frog nerve conduction velocity and muscle contraction force) and lower cardioinibitory activity. Chromatographic separation revealed that calmodulin-like protein, hyaluronidase, lysozyme C and phospholipase A2 are present in Neomys venom. As the venom reduced time required to overcome medium-sized prey (such as large invertebrates), I concluded that it is helpful in overpowering and hoarding such prey. Bufo poison displayed a strong cardiotoxicity (a decrease in the frog heart contractility coupled with an irreversible cardiac arrest; an increase in the beetle heart rate), whereas its paralytic activity was low. Serine proteases, phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase and cytotoxic T-lymphocyte protein were present in Bufo poison. Behavioural tests revealed that the toad employed many behavioural responses to avoid predation and secreted the poison frugally, i.e. only after predator attack. My results may be helpful in development of new drugs and the use of Neomys venom and Bufo poison-peptides in medicine.
Description
Wydział Biologii
Sponsor
Keywords
behawior polowań, animal toxins, jad, venom, przystosowania antydrapieżnicze, anti-predator adaptations, hunting behaviour, teoria optymalnego żerowania, toksyny zwierzęce, optimal foraging theory