Published November 13, 2021 | Version v1
Journal article

Cross Pharmacological, Biochemical and Computational Studies of a Human Kv3.1b Inhibitor from Androctonus australis Venom

Others:
Biomolécules, Venins et Applications Théranostiques [Tunis] ; Institut Pasteur de Tunis ; Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)
Université de Tunis El Manar (UTM)
Laboratoire des Venins et Biomolécules Thérapeutiques - Laboratory of Venoms and Therapeutic Biomolecules (LR11IPT08) ; Institut Pasteur de Tunis ; Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)
Université de Carthage - University of Carthage
Transporteurs et Imagerie, Radiothérapie en Oncologie et Mécanismes biologiques des Altérations du Tissu Osseux (TIRO-MATOs - UMR E4320) ; Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ) ; Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-UMR E4320 (TIRO-MATOs) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Côte d'Azur (UCA)
Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire (IPMC) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Laboratoire de PhysioMédecine Moléculaire (LP2M) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
This research was funded by the Tunisian Ministry of Higher Education and Scientific Research: LR11IPT08; and AFM #19928 (to SB).

Description

The voltage-gated K+ channels Kv3.1 display fast activation and deactivation kinetics and are known to have a crucial contribution to the fast-spiking phenotype of certain neurons. AahG50, as a natural product extracted from Androctonus australis hector venom, inhibits selectively Kv3.1 channels. In the present study, we focused on the biochemical and pharmacological characterization of the component in AahG50 scorpion venom that potently and selectively blocks the Kv3.1 channels. We used a combined optimization through advanced biochemical purification and patch-clamp screening steps to characterize the peptide in AahG50 active on Kv3.1 channels. We described the inhibitory effect of a toxin on Kv3.1 unitary current in black lipid bilayers. In silico, docking experiments are used to study the molecular details of the binding. We identified the first scorpion venom peptide inhibiting Kv3.1 current at 170 nM. This toxin is the alpha-KTx 15.1, which occludes the Kv3.1 channel pore by means of the lysine 27 lateral chain. This study highlights, for the first time, the modulation of the Kv3.1 by alpha-KTx 15.1, which could be an interesting starting compound for developing therapeutic biomolecules against Kv3.1-associated diseases.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 3, 2022
Modified:
December 1, 2023