Freek Vonk legde tijdens de avondlezing wat het nut van slangengif is voor de mens en welke evolutionaire wetenswaardigheden er achter dit gemene goedje schuilen.

1. Evolution Bites
Freek Vonk
Leiden University / NCB Naturalis
http://www.evolutionbites.com

2. © Quentin Massys
“Everything is poison, there is poison in
everything. Only the dose makes a thing not a
poison”
© Ruben Schipper
Paracelsus 1494 - 1541
© Dr. Zoltan Takacs
Predatie vs verdediging

3. © F. Vonk
© F. Vonk © petsfoto.com
© F. Vonk
© E.Lonnon.
© geidenissite

4. © Dr. D.A. Warrel © Dr. J. White © Dan McDuffie
© Anders Nielsen
© Sanjib K Sharma

5. Prof Mike Richardson
- Evolutionair onderzoek
- Biomedisch onderzoek

11. Rear-
fanged
Vipers and
pitvipers
Cobras

12. FJ Vonk et al Nature 454 630-633 (2008)

14. © HW Herrmann © Freek Vonk
o Peptiden
o Enzymen Specificiteit en potentie!
o Eiwitten
Aggrastat® used to cure patient
Photo: Ruben Schipper

16. Bucain Cobrotoxin-B
Complexe 3D structuren!

17. © Freek Vonk
ynbrookmedical.com
o Verlamming en moeite met
ademhalen… Zenuwstelsel?
o Ontdekking acetylcholine
receptoren (1970)
o Voorkomt binding
neurotransmitter op receptor
myasthenia gravis (‘ernstige spierzwakte’)

18. Gen:
Fysiologisch gen
AGCTTCG
TCGAAGC
Fysiologisch gen Gif gen 1
AGCTTCG
TCGAAGC
Fysiologisch gen Gif gen 1 Gif gen 2
AGCTTCG
TCGAAGC
Duplicatie van genen gevolgd door (versnelde) mutatie en expressie in de gifklier.
versnelde)
Eiwitten uit verscheidende organen:
organen:
Spieren Lymfeknoop
Long Hart
Lever Hersens
Alvleesklier Testes
Etc.

19. Vonk et al BioEssays 2011
Vele vormen!

20. - Neurotoxisch (zowel remming als
stimulering)
- Cardiotoxisch
- Anticoagulant
- Remming aggregatie bloedplaatjes
Neurotoxins
Cardiotoxins/ Cytotoxins
Fasciculins
k-toxins
© RM Kini Muscarinic toxins
Calciseptine
Mambin
Synergistic toxins

21. Presynaptisch neurotoxine
• β- bungarotoxin
• Notexin
• Taipoxin
• Textilotoxin
• Mojave toxin
• …
Postsynaptisch neurotoxine
• a- bungarotoxin
• Cobrotoxin
• Candoxin
• Erabutoxin
• …

22. Diffuse intravasale stolling (afgekort DIS)
Factor X
activators
Prothrombine
activators
Thrombine-achtige enzymen

23. http://scienceblogs.com
© Nevit Dilmen
http://scienceblogs.com

24. Gif
Enzym
Enzym AChE breekt acetylcholine af nadat impuls © David Bygott
tussen twee zenuwcellen is overgedragen
Gif AChE breekt acetylcholine af voor de overdracht

25. Intens. +MS, 0.2-1.6min #(12-96)
2+
573.1
1+
889.8
3000
1520.1
1368.2
2000
723.7
1243.9
1709.9
1151.4
1000
346.4
1954.1
479.5
808.8
1004.9 1445.0
2161.7 2279.6
1873.6 2007.4
0
500 1000 1500 2000 2500 3000 m/z
Diet: frogs
Intens. 2+ +MS, 0.2-2.4min #(10-143)
574.1
Diet: mice
1200
1000
800
600
European viper (Vipera
berus)
1+
472.5
400
1102.0
1368.2 1520.0
1233.5
200 723.7 932.9
647.0 1445.0 1709.8
776.1
0
500 1000 1500 2000 2500 3000 m/z
MALDI (mass spectometry)
Unpublished data Freek Vonk and Peter Lindenburg
Grote variatie op zowel soorts- als populatieniveau!

26. Denmotoxin in spier verlamming:
©Dr. Steve Mackessy
Professor Kini
Pawlak J et al J Biol Chem. 2006

27. © Freek Vonk
Pacifische Gymnothorax resistent tegen Laticauda gif
Carribische Gymnothorax gevoelig voor Laticauda gif
© Florent Charpin
© John lewis
Heatwhole and Powell Toxicon 1998

28. Antistoffen in plasma
Modificatie van eigen receptoren!

29. 50 zeeslangen-soorten met
vergelijkbaar gif
50- to 100-maal minder sterk
gif in Aipysurus eydouxii (Li et al
J Mol Evol. 2005)
Verkleinde gifklieren en
giftanden
© deepseaimages.com
Gif NIET behouden ter verdediging!
© Decric Mitel
Emydocephalus annulatus

30. Afrikaanse en
Aziatische soorten
Spugen 3x
geëvolueerd (Wuster et al
2007)
© Freek Vonk
Bruce Young et al. J. of Exp. Biol. 2004

31. Region Number of
deaths
Europe 30
Middle 100
East
USA – 15
Canada
Latin 5 000 Big Four
America
Africa 20 000 © Robert Norris ©Freek Vonk
Asia 100 000
Oceania 200
Total 125 345
Bron: Snake venoms &
envenomations,
Jean-Philipe Chippaux. 2006.
Jean-
© Jan Sevcik ©Freek Vonk

33. © Emilio

34. © venomsa.com
Necrose
Zwelling
Blaren
Verlamming
Wie gaat mij assisteren?

35. Bloeddrukverlagers
Hartziektes
Antitumor
Antibiotica
(Mycobacterium!)
Antischimmel
Insecticide
Etc

36. Gebaseerd op symptomen (vb. Priapisme in Chileense zwarte weduwe &
Russel’s adder)
High-throughput screening

37. W. Wuster

38. © F. Vonk

39. © uk-sh.de
© F. Vonk

40. Mohamed, A., P. F. Reid, L. Raymond, and T. Dufan. 2006. Biomed Sci Instrum. 42:399-404.
Instrum. 42:399-
msconnections.org
Thaise cobra (Naja kaouthia)
Photo: Freek Vonk

42. Groei van de tumor en metastase afhankelijk van angiogenese!
METASTASE
Pictures: Avraamides et al., 2008 Folkman, 1971; Avraamides et al., 2008

43. 0.0 mM 0.05 mM 0.1 mM
© Corine Manuputty

44. zwembadgranuloom Mycobacterium marinum
Awais A, Tam CS, Kontoyiannis D, et al. Clin Infect Dis 2008;46:69-71.

45. Voor behandeling Na behandeling

46. © F. Vonk
© drugs-expert.com

47. 10 medicijnen 10.000 ontdekt
5 in clinical trials 10-20 miljoen toxines
5 diagnostica
Andere toepassingen
500 onderzocht

48. Netherlands Organisation for
Scientific Research
Prof. dr. Michael Richardson
And all my collaborators !