proteome analysis of toxic fractions of iranian cobra (naja naja oxiana) snake venom using two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry

Snake venoms are mostly composed of various proteins and peptides with toxicity and pharmacological effects depending on their geographical sources. naja naja oxiana is one of the most medically important venomous snakes in iran and central asia. the bite of this type of snake can cause severe pain and swelling, as well as neurotoxicity. without medical treatment, symptoms quickly worsen and death can occur soon. a detailed understanding of venom components can provide new insight into the production of antivenom against toxic agents instead of crude venom. specific antibodies against toxic fractions are of utmost importance in neutralizing crude venom. therefore, the proteome profile of these fractions of naja naja oxidana venom was analyzed using fractionation by gel filtration, two-dimensional electrophoresis, mass spectrometry, and data mining. base on the results, in total, 32 spots were detected and categorized into three protein families, namely three-finger toxin (3ftx), phospholipase, and cysteine-rich secretory proteins (crisp). these proteins consist of more than 70% crude venom all with a molecular weight below 25 kda. the 3ftx as a highly diverse constituent in the venom of naja species was in large quantity in this district. short-chain neurotoxins, including short neurotoxin, cytotoxin, and muscarinic toxin-like protein, were in abundance, respectively. in conclusion, the recognition of toxic fractions of naja naja oxiana in this region could be of great help in the production of an effective antivenom against similar compositions. it can also help the medical care department to find out the clinical sign of cobra venom. to the best of our knowledge, this was the first study to report the proteomic of toxic fractions of naja naja oxiana in iran.

آنالیز پروتئوم فراکسیون های سمی مار کبرای ایرانی به وسیله الکتروفورز دوبعدی و طیف سنجی جرمی

زهر مارها با توجه به منشاء جغرافیایی شامل پروتئینها و پپتیدهایی با خاصیت توکسیک و دارویی میباشند. مار کبری یا ناجا اکسیانا یکی از مارهای زهری مهم در حوزه پزشکی میباشد که در ایران و آسیای مرکزی میباشد. مار گزیدگی در این مورد میتواند باعث صدمه و تورم بافت مورد نظر بهمراه اثرات توکسیک گردد. چنانچه درمانی در این راستا انجام نگردد علائم سریعا پیشرفت کرده و نهایتا مرگ به همراه دارد. شناخت دقیق اجزای تشکیل دهنده زهر بینش جدیدی در تهیه آنتی ونوم بر علیه اجزای موثر زهر بجای زهر خام خواهد گشود. بدلیل اهمیت اجزای توکسیک زهر در فرایند خنثی سازی زهر خام توسط آنتی ونوم، پروفایل پروتئینی اجزای سمی زهر مار کبری با استفاده از کروماتوگرافی ژل فیلتراسیون، التروفورز دوبعدی و طیف سنجی جرمی انجام گردید.نتایج حاصل از مطالعه بر روی 32 نمونه بدست آمده از الکتروفورز دو بعدی با توجه به دیتا بیسهای حاوی اطلاعات پروتئومیکس مشخص گردید که بیش از هفتاد درصد زهر خام مار کبری اجزای توکسیک میباشند متشکل از سه خانواده پروتئینی توکسینهای 3FTx ،آنزیم فسفولیپاز و پروتئینهای غنی از سیستئین که جملگی وزن ملکولی کمتر از 25 کیلودالتون دارند. توکسینهای خانواده 3FTx اجزای با ساختار متغیرو به میزان بالا از زهر خانواده مار کبری در منطقه ایران هستند. نوروتوکسینهای کوتاه، سیتوتوکسنها و موسکارینیک توکسین به ترتیب در زهر مار کبری بیشترین مقدار را دارند. بررسی پروفایل ایمنی زهر مار کبری در فضای دوبعدی مشخص نمود که اجزای ایمنوژن زهر مار کبری عمتا اجزای توکسیک میباشند. بطور خلاصه مشخص شدن جزئیات و مشخصات پروتئینی اجزای توکسیک زهر مار کبری از ایران میتواند در جهت تهیه آنتی ونوم موثرتر باشد در عین حالی که در شناخت علائم کلینیک حاصل از گزیدگی توسط مار کبری با توجه به گزارشات قبلی احتمال بررسی بهتر دارد.