Cybium, International Journal of Ichthyology
Copyright © 2000 Société Française d’Ichtyologie

(1) Laboratoire de Neurobiologie cellulaire et moléculaire, Centre national de la recherche scientifique, UPR 9040, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif-sur-Yvette cedex, FRANCE.
(2) Department of Epidemiology and Preventive Medicine, and Department of Dermatology, University of Maryland School of Medicine, 10 South Pine Street, Baltimore, MD 21201-1192, USA.

Abstract. - Trachynilysin, a neurotoxin isolated from the venom of the stonefish (Synanceia trachynis, Scorpaenidae), produced a marked increase in the frequency of spontaneous miniature endplate potentials (MEPPs) at Torpedo neuromuscular junctions. The periods of high frequency MEPP discharges were of variable duration and were followed by periods of rest. In addition, trachynilysin increased as a function of time the proportion of larger than normal MEPPs, the so-called “giant” MEPPs. Trachynilysin did not affect the junctions when applied in Ca²⁺-free medium supplemented with EGTA, but the subsequent addition of Ca²⁺ caused a rapid increase in MEPP frequency, even when the toxin was washed out of the Ca²⁺-free medium. Thus, trachynilysin binding to nerve terminals is not dependent on external Ca²⁺, but the cation is required for trachynilysin-elicited quantal transmitter release. The effect of trachynilysin on MEPP frequency was unaffected by the Ca²⁺ channel blockers w-conotoxin GVIA, w-agatoxin IVA and Gd³⁺, which indicates that the toxin’s action involves Ca²⁺ entry via a pathway independent of voltage-sensitive Ca²⁺ channels. Pre-treatment of the junctions with concanavalin-A prevented the trachynilysin-induced enhancement of quantal transmitter release, which suggests that the toxin interacts with or binds to a glycoprotein on the surface of motor nerve terminals.

Résumé. - La trachynilysine, isolée du venin du poisson-pierre, Synanceia trachynis, augmente la libération quantique spontanée d’acétylcholine à la jonction neuromusculaire squelettique de Torpedo marmorata.

La trachynilysine, une neurotoxine isolée du venin du poisson-pierre, Synanceia trachynis (Scorpaenidae), provoque une augmentation très importante de la fréquence des potentiels de plaque motrice miniatures (PPMM) à la jonction neuromusculaire de la Torpille. Ces périodes de libération accrue d’acétylcholine ont une durée variable et alternent avec des périodes de repos. De plus, la trachynilysine augmente en fonction du temps la proportion de PPMM dits “géants” qui différent des potentiels miniatures habituels par leur grande amplitude. La trachynilysine n’a pas d’action sur les terminaisons nerveuses motrices dans un milieu dépourvu de Ca²⁺ et contenant de l’EGTA. Cependant, l’addition ultérieure de Ca²⁺ au milieu expérimental augmente la fréquence de PPMM, même lorsque la trachynilysine a été préalablement retirée du milieu dépourvu de Ca²⁺. Ces résultats suggèrent que la fixation de la trachynilysine sur les terminaisons nerveuses ne requiert pas la présence de Ca²⁺. En revanche, son action sur la libération d’acétylcholine dépend strictement de la présence de Ca²⁺ dans le milieu extracellulaire. L’effet de la trachynilysine sur la fréquence des PPMM n’est pas affecté par les inhibiteurs des canaux Ca2+ (w-conotoxine GVIA, w-agatoxine IVA et Gd³⁺). Ceci suggère que la trachynilysine favorise l’entrée du Ca²⁺ dans les terminaisons par des voies différentes de celles des canaux Ca²⁺. Le prétraitement des terminaisons nerveuses par la concanavaline-A bloque l’augmentation de la libération quantique d’acétylcholine provoquée par la trachynilysine, ce qui suggère que la toxine interagit avec ou se lie à une glycoprotéine présente à la surface des terminaisons nerveuses.

Key-words. - Synanceia trachynis - Torpedo marmorata - Quantal acetylcholine release - Miniature endplate potentials - Neuromuscular junction - Trachynilysin - Concanavalin A.