O-超家族芋螺毒素研究进展

O-超家族芋螺毒素是芋螺毒素中较复杂的超家族之一,它包括δ、μO-、ω-、κ-等若干成员,通常由24-33个氨基酸组成,具有相同的三对二硫键骨架,形成ICK模体,能特异性作用于电压门控离子通道。本文主要对该芋螺毒素生物化学及分子遗传学特征、生理学和药理学特征、结构与性能的关系及应用研究与前景等进行综述。     

Ⅰ-超家族芋螺毒素研究进展

Ⅰ-超家族芋螺毒素是芋螺毒素中较复杂的超家族之一,它可分为Ⅰ1和Ⅰ2两组．通常由33～46个氨基酸所组成．具有相同的4对半胱氨酸骨架,可特异性作用于各种离子通道及受体．现对该芋螺毒素的生物化学及分子生物学特征、生理学活性、结构与功能的关系及应用前景等方面的研究进行综述．     

芋螺毒素氧化折叠研究进展

芋螺毒素(conotoxin,CTX)是当今生物毒素研究的热点之一,已经成为研究药理学和神经科学的重要工具。因此,芋螺毒素如何在体内和体外进行氧化折叠形成天然构象,获得有生物活性的芋螺毒素,越来越为人们所关注。根据当前研究状况,概述了芋螺毒素氧化折叠的一般过程,并总结了二硫键、PDI(二硫键异构酶)、前体肽等在芋螺毒素氧化折叠中所发挥的作用。此外,还就芋螺毒素氧化重折叠的研究前景和方向进行了展望。     

α-芋螺毒素的研究现状

α-芋螺毒素是近年来研究较多的一种海洋生物神经毒素,它特异性竞争结合烟碱型乙酰胆碱受体,化学结构独特。本文介绍了有关α-芋螺毒素的种类、结构特征、生物学活性和制备方法等方面的研究进展,及其在生物化学、生物学以及新药开发等方面的应用前景。     

A-超家族芋螺毒素研究进展

芋螺毒素是生物毒素中迅速发展的新领域,是很有价值的药物或药物先导化合物,其中A-超家族芋螺毒素是研究最早、了解较为全面的芋螺毒素家族之一,由于其高丰度、化学多样性、强专一性作用等突出特点成为创新药物发展的宝库。A-超家族芋螺毒素因能选择性阻断nAChRs的某种亚型,使它们可作为鉴定nAChRs及其亚基的有效工具。此外,在药理学方面,A-超家族芋螺毒素除了作为镇痛药物已进入临床研究外,也有望开发成用于治疗焦虑症、帕金森氏病、肌肉紧张和高血压等病症的药物。     

芋螺毒素与钙离子通道相互作用的计算机模拟

电压门控N－型钙离子通道是与神经元中释放的神经信号传递有关的跨细胞膜的特殊蛋白质分子,它由好几个蛋白质亚基组成,其中的α1亚基包含了电压敏感器和钙离子的选择性孔道,该亚基的一级结构已经发表,一般认为α1亚基包含4个重复单位（I－Ⅳ）,每个重复单位包括6段跨膜区（S1－S6）,其中跨膜区S4上有很多正电荷,被认为是通道的电压敏感器,S5和S6之间的连接区（P区）被认为是形成通道的门孔的部分,N－型钙离子通道能够被一些w-芋螺毒素特异性在阻断,这些ω－芋螺毒素的三维结构已经由二维核磁共振方法测定,尽管还没有被证实,但一般认为w-芋螺毒素占据了通道的孔道,有实验证明,钙离子第三个重复单位的P区（ⅢP区）是通道的芋螺毒素结合的主要部位,在本中,我们用分子模拟程序建模了ⅢP区的结构,为了通道的阻断机理有一个清楚的了解,我们利用分子对接程序模拟了IIIP区和三种芋螺毒素GVA,MVIIA和S03作用的理论模型,在我们的模型中,GVIA与钙通道的作用方式可能与MVIIA不同,而M VII A和SO3与钙通道的作用方式可能相同,我们还讨论了这些芋螺毒素中的关键残基的作用。     

ω－芋螺毒素研究进展

ω-芋螺毒素(ω-CTX)是由24～29个氨基酸、3对二硫键构成的刚性小肽。是芋螺毒素中最重要的毒素。它是电压敏感型钙离子通道的专一性阻断剂。有着诱人的应用前景。文章主要对其生化特征及生物合成、毒性和作用靶位以及构效关系等进行综述。     

M-超家族芋螺毒素研究进展

芋螺毒素是来源于芋螺毒液的活性多肽,具有分子质量小,作用靶点广泛且特异性高的优点,是一种丰富的生物资源。M-超家族芋螺毒素是芋螺毒素中较为复杂的超家族之一,包括μ-、ψ-和κM-家族,分别作用于电压门控钠通道、N型乙酰胆碱受体和电压门控钾通道。另外,mr3a和tx3c的发现预示M-超家族可能存在新的家族。本文对这些芋螺毒素的生理学和药理学特征、结构与功能的关系及应用研究进行综述。     

2种新型ω-芋螺毒素的合成及作用靶点鉴定

目的:合成2个来自泡芋螺的新型ω-芋螺毒素Bu1、Bu13,测定其作用靶标,为研制新型镇痛药提供先导化合物。方法:固相合成线性肽,然后在折叠液(0.5 mol/L乙酸铵、1 mmol/L谷胱甘肽、0.1 mmol/L氧化谷胱甘肽)中于4℃折叠24～48 h,富集纯化得目标肽;利用膜片钳技术,测定其对N、P/Q及L型钙离子通道的抑制活性。结果:Bu1、Bu13对N型钙离子通道的半抑制浓度(IC50)分别为0.86、1.02μmol/L,抑制作用低于MⅦA(IC50=0.21μmol/L);10μmol/L Bu1、Bu13对P/Q型钙离子通道的抑制率分别为17.05%±1.34%、13.1%±2.69%,稍高于MⅦA(8.92%±2.12%);10μmol/L Bu1、Bu13对L型钙离子通道的抑制率分别为19.31%±6.22%、4.78%±0.77%,高于MⅦA(<5%)。结论:Bu1、Bu13选择性作用于N型钙离子通道,对P/Q、L型钙离子通道的抑制作用较低。     

芋螺毒素MⅦA研究进展

来自芋螺(Conus)的芋螺毒素(conotoxin)是一类具有独特神经药理活性作用的多肽,它们能够高特异选择性识别、作用其受体,这是在五千万年进化史中与其受体相互作用形成的。其中,w-芋螺毒素MⅦA来自致幻芋螺(Conusmagus),是一种高选择性的N-型电压敏感型Ca^2 通道阻断剂。研究表明它具有强大的镇痛活性,并对脑缺血所造成的神经损伤具有保护作用。本综述芋螺毒素MⅦA的相关基础、临床前及临床研究。     

中国南海新α芋螺毒素Mr1.8的合成及二硫键测定

目的:采用固相方法合成新型α4/7芋螺毒素Mr1.8(PECCTHPACHVSNPELC-NH2),并测定其折叠后的二硫键配对方式。方法:采用Fmoc-固相法合成线性肽Mr1.8,通过空气氧化折叠获得含二硫键的折叠产物,利用两步折叠法测定其二硫键连接方式。结果:Mr1.8线性肽经折叠生成2种产物Ⅰ和Ⅱ,质谱和二硫键分析结果显示Mr1.8-Ⅱ为正确折叠产物,其二硫键框架为(Cys1-Cys3,Cys2-Cys4)。结论:Mr1.8是一种新的α4/7型芋螺毒素,其一种主要折叠产物的二硫键框架为(Cys1-Cys3,Cys2-Cys4)。     

μ芋螺毒素基因的串联表达

芋螺毒素是一类小分子多肽,专性作用于生物系统的离子通道及其它神经递质。针对自然产芋螺毒素产量小、采集、提取困难等因素,采用基因表达的方法,将μ-芋螺毒素基因进行串联,在大肠杆菌中得到了有效地表达。     

织锦芋螺ο家族芋螺毒素的序列分析

为了从织锦芋螺（Ｃｏｎｕｓｔｅｘｔｉｌｅ）中尽可能多地分离出ο家族的毒素序列和研究其应用价值,在克隆了织锦芋螺α芋螺毒素的基础上进行了织锦芋螺ο家族芋螺毒素基因的分离工作．从织锦芋螺毒管中提取ｍ ＲＮＡ,通过ＲＡＣＥ（ｒａｐｉｄ ａｍ ｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｃＤＮＡ ｅｎｄｓ,ｃＤＮＡ 末端的快速扩增）－ＰＣＲ方法扩增获得ο家族芋螺毒素ｃＤＮＡ 片段,并进行克隆和序列分析．从织锦芋螺毒液中获得了６种新的芋螺毒素序列,且毒素序列的成熟肽部分均符合Ｃ－ Ｃ－ ＣＣ－ Ｃ－ Ｃ的保守半胱氨酸框架．这些是新的ο家族芋螺毒素序列,新序列的阐明为进一步研究其生物活性和应用打下了基础．     

织锦芋螺毒素的研究进展

芋螺毒素是来源于芋螺的毒液的活性多肽,由于其分子质量小、结构多样、作用靶点广泛、功能专一、组织特异性强等优点,广泛地被用作细胞中各种具有重要生理功能靶点的探针,以及作为新药的先导化合物甚至直接作为新药开发.芋螺可以分为食鱼、食软体动物和食虫3种类型,织锦芋螺是一种分布广泛的食软体动物芋螺.作为毒性最强的芋螺品种之一,织锦芋螺毒素成为食软体动物类芋螺毒素研究的代表.现对20世纪90年代末至今的织锦芋螺毒素方面的研究进行了综述.     

从织锦芋螺中克隆α芋螺毒素序列

为了从我国南海产织锦芋螺（Ｃｏｎｕｓｔｅｘｔｉｌｅ）中分离新的毒素序列并研究其应用价值,进行了织锦芋螺毒素基因的分离工作．从织锦芋螺毒管中提取ｍＲＮＡ,以Ａ族芋螺毒素的信号肽编码部分和３′端非翻译部分的保守序列为引物,通过ＲＴ－ＰＣＲ扩增和序列分析方法获得新的芋螺毒素序列．结果得到两种不同的α芋螺毒素序列,两者都属于α４／７亚型芋螺毒素,预测其成熟肽序列分别为Ｐｒｏ－Ｇｌｕ－Ｃｙｓ－Ｃｙｓ－Ｓｅｒ－Ａｓｐ－Ｐｒｏ－Ａｒｇ－Ｃｙｓ－Ａｓｎ－Ｓｅｒ－Ｓｅｒ－Ｈｉｓ－Ｐｒｏ－Ｇｌｕ－Ｌｅｕ－Ｃｙｓ－Ｇｌｙ（Ｃ端Ｇｌｙ可能被酰胺化）和Ｐｒｏ－Ｇｌｕ－Ｃｙｓ－Ｃｙｓ－Ｓｅｒ－Ｈｉｓ－Ｐｒｏ－Ａｌａ－Ｃｙｓ－Ａｓｎ－Ｖａｌ－Ａｓｐ－Ｈｉｓ－Ｐｒｏ－Ｇｌｕ－Ｉｌｅ－Ｃｙｓ－Ａｒｇ．采用传统的生化分离手段尚未从织锦芋螺中获得过α芋螺毒素序列,这两种α芋螺毒素作用的种属特异性、受体类型特异性和在小细胞肺癌的诊断和治疗中的应用价值有待进一步研究     

新型α-芋螺毒素Di1.1的克隆、合成及功能研究

目的：从中国南海长距芋螺中克隆出新的芋螺毒素序列并用固相方法合成该毒素,测定其折叠后的二硫键配对方式并初步研究其药理学特性。方法：根据芋螺毒素A超家族保守的信号肽序列设计引物,通过3＇-RACE扩增,从芋螺毒腺管中克隆出新的毒素基因;采用Fmoc-固相法合成线性多肽,通过空气氧化折叠获得含二硫键的折叠产物,用两步氧化折叠法测定多肽的二硫键连接方式;用双电极电压钳技术初步研究其药理学特性。结果：发现-种新的α-芋螺毒素Dil．1的cDNA序列,其成熟肽序列为CcVIESCHSNHIDECES;该肽二硫键连接方式以C1-C4、C2-C3为主,以C1-C3、C2-C4连接为辅,对烟碱型乙酰胆碱受体各亚型活性较弱。结论：Dil．1是-种新的α4／7型芋螺毒素,其折叠方式以C1-C4、C2-C3连接为主。     

一种新4/3型α-芋螺毒素突变体的合成及功能研究

目的：合成难溶的新4/3型α-芋螺毒素Eb1.3突变体Eb1.3［ΔR1,W13M］,并初步测定其与烟碱型乙酰胆碱受体亚型的结合作用。方法：采用Fmoc-固相法合成线性肽Eb1.3［ΔR1,W13M］,通过空气氧化折叠和磺化产物折叠获得含二硫键的折叠产物,利用两步折叠法测定其二硫键连接方式,双电极电压钳技术检测其药理活性。结果：Eb1.3［ΔR1,W13M］线性肽经折叠生成的主产物Ⅰ的二硫键排列方式为少见的C1-C4、C2-C3,而非典型的C1-C3、C2-C4,线性肽磺化后再经GSH交换可加速折叠,10 μmol/L的产物Ⅰ对乙酰胆碱受体α3β2亚型的抑制率为28.97%±8.44%。结论：新4/3型α-芋螺毒素Eb1.3突变体Eb1.3［ΔR1,W13M］形成非典型的二硫键C1-C4、C2-C3,产物Ⅰ对乙酰胆碱受体α3β2亚型具有一定的结合活性。     

芋螺毒素基因资源研究进展

芋螺毒素和微生物的次生代谢产物与植物的生物碱一样,具有生物多样性的特点。芋螺毒素特有的二硫键骨架和化学修饰后特异的空间结构,使其具有特异的稳定性和药理学活性。对芋螺毒素基因的分析和新型基因的克隆筛选,是深入研究各种受体、离子通道及其亚型,进而在克隆表达的靶受体上设计和筛选高效新药的前提。芋螺毒素基因资源的研究在芋螺毒素新基因及其编码产物毒素肽的发现与利用方面发挥了重要作用。现对该领域的新进展进行论述。