海南产桶形芋螺蛋白质二硫键异构酶的鉴定

蛋白质二硫键异构酶(PDI)是内质网新生肽链折叠中一个重要的折叠酶.在热 带药用海洋生物芋螺的毒液中富含PDI酶,该酶对于毒液中芋螺毒素神经肽的体内 氧化折叠至关重要.本研究主要采用凝胶过滤层析和制备型Rotofor液相等电聚焦 电泳等多种方法,从海南产桶形芋螺（Conus betulinus Linnaeus）毒管中分离 纯化天然的PDI酶蛋白,经电泳和MALDI-TOF MS质谱鉴定分析确证获得了高纯度 的桶形芋螺PDI酶,建立了天然芋螺PDI酶分离纯化的技术方法. 以芋螺毒素线性 肽K412为底物进行了PDI酶活性鉴定.结果表明,该分离纯化的PDI酶能够促进K412 的氧化折叠.由于芋螺毒素的氧化折叠非常复杂,且氧化折叠后具有正确二硫键连 接方式的芋螺毒素才具有各种药理活性,因此,本研究结果为后续PDI酶在种类繁 多的芋螺毒素氧化折叠中的应用及其作用机制研究提供了重要的物质基础.     

重组芋螺毒素GeXIVAWT的表达、纯化和鉴定

芋螺毒素GeXIVAWT是来自食虫将军芋螺(Conus generalis Lonnaeus)毒管中,具有两对二硫键的28肽.通过化学合成这种芋螺毒素产量低、成本高、难以纯化.利用简单快速的重组表达来生产富含二硫键的芋螺毒素有可能成为有效的新途径.通过对芋螺毒素GeXIVAWT的基因进行密码子优化,人工合成引物来构建表达载体pET22b(+)/pelB-GeXIVAWT.融合了信号肽的重组芋螺毒素以包涵体的形式在大肠杆菌中获得了高效表达.利用低浓度尿素洗涤和超滤管进行纯化无组氨酸标签的重组芋螺毒素pelB-GeXIVAWT,再利用稀释复性的方法将无活性的包涵体转变成具有活性的重组芋螺毒素.复性后的重组蛋白采用反相高效液相色谱进一步纯化后进行了质谱鉴定.活性实验表明重组芋螺毒素pelB-GeXIVAWT具有抑制昆虫细胞Sf-9的生长,为研究芋螺毒素作为生物杀虫剂奠定基础.     

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。     

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)。     

新芋螺毒素S03的活性与折叠的关系

利用O－超家族芋螺毒素具有保守信号肽编码序列的特性,采用RACE方法,对线纹芋螺O－超家族芋螺毒素的cDNA进行克隆、序列测定,并经化学合成,获得一种新型高活性芋螺多肽毒素SO3。该肽含25个氨基酸残基,其序列为CKAAGKPCSRIAYNCCTGSCRSGKC－NH2,有三对二硫键。对其进行了正确折叠及活性筛选。结果表明,该肽折叠主峰对小鼠脑内给药100ng,可明显观察到小鼠颤抖现象,对小鼠有明显的镇痛作用,而非正确折叠则无反应。     

化学合成ω-芋螺毒素MⅦA的复性与质谱分析

为了探讨质谱分析在合成多肽氧化复性和分离纯化研究中的应用,用固相多肽合成方法合成ω－芋螺毒素MⅦA,在含谷胱甘肽的缓冲体系中进行氧化复性后,经离子交换和RP－HPLC分离纯化。利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI－TOF－MS）和电喷雾串联质谱（ESI－MS／MS）分析ω－芋螺毒素MⅦA氧化复性和分离纯化的效果,最后用电生理学实验测定复性ω－芋螺毒素MⅦA的生理活性。其结果表明,获得的ω－芋螺毒纱MⅦA纯化复性样品具有与天然ω－芋螺毒素MⅦ完全相同的空间构象和生理活性。     

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。     

中国南海堂皇芋螺毒素基因克隆及两个毒素的合成及活性研究

目的 研究中国南海堂皇芋螺(Conus imperialis)毒素基因序列,为毒素功能研究奠定基础。方法 采用Trizol法提取堂皇芋螺毒腺管的总RNA,应用3’端快速扩增cDNA末端(3’RACE)及巢式PCR技术,获得A、O、J超家族芋螺毒素新序列;或以A家族高度保守的内含子及3’端非翻译区(3’UTR)设计引物,克隆出新的α-芋螺毒素新序列。选择合成毒素ImIIA及Im1.2,测定ImIIA二硫键的连接方式,并测定两种毒素对神经型烟碱乙酰胆碱受体(nAChR)的抑制活性。结果 获得11条毒素前体肽序列,分属A、O1、O2、J3等超家族,其中Im1.95为已报道芋螺毒素,其余为新发现芋螺毒素。ImIIA二硫键连接方式为少见的“C1-C2,C3-C4”,10μmol/L Im1.2、ImIIA对α2β2、α2β4、α4β2、α3β2、α3β4 5个nAChR亚型抑制活性较低。结论 通过基因克隆方法,从堂皇芋螺中获得了11个芋螺毒素,其中10个为新序列,属于A、O1、O2、J3等超家族毒素,Im1.2、ImIIA对神经型nAChR各受体亚型活性较低。     

重组芋螺毒素His-Xa-MrVIB分泌表达研究

[目的]利用简单快速的基因工程法来生产富含二硫键的芋螺毒素Mr VIB,寻找有效合成具有天然活性芋螺毒素的新途径。[方法]人工设计合成芋螺毒素Mr VIB基因引物来构建表达载体p ET22b(+)/His-Xa-Mr VIB,将其转化大肠杆菌BL21(DE3)plys S进行诱导表达。再利用Ni-NTA琼脂糖柱进行亲和层析纯化重组蛋白,Tricine-SDS-PAGE电泳分析重组蛋白表达形式。[结果]重组芋螺毒素His-Xa-Mr VIB(r His-Xa-Mr VIB)在大肠杆菌中获得有效分泌表达,经一步亲和层析获得纯度大于90%的重组芋螺毒素。[结论]基因工程方法能够有效分泌表达芋螺毒素Mr VIB,解决化学合成芋螺毒素产量低、成本高、难以纯化等问题。     

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。     

桶形芋螺毒液蛋白质组分析及二硫键异构酶的鉴定

蛋白质二硫键异构酶(PDI)是内质网新生肽链折叠中一个重要的折叠酶。在热带药用海洋生物芋螺的毒液中,富含PDI酶,该酶对于毒液中芋螺毒素神经肽的体内氧化折叠至关重要。研究上样量、水化方式与时间、除盐步骤、聚焦电压和时间、平衡时间、凝胶电泳方法和染色方法等方面,优化并建立了较为理想的芋螺毒液蛋白样品双向电泳的实验条件与方法;通过双向电泳和MALDI-TOF-MS质谱分析技术,从海南产桶形芋螺(Conus betulinus Linnaeus)毒液蛋白中成功分离鉴定出PDI等9种蛋白;通过双向电泳和PDQuest软件分析了并比较了三种不同大小桶形芋螺毒液总蛋白的差异性,并质谱鉴定出5个明显的差异蛋白点。研究建立了桶形芋螺毒液蛋白双向电泳分析及质谱鉴定的技术方法,为后续大量分离纯化出天然的芋螺PDI酶以及利用蛋白质组学技术方法深入研究芋螺毒液特征提供了重要的基础。     

ω-芋螺毒素MVIIC的N及C端修饰对折叠及活性影响

 合成了 ω-芋螺毒素 MVIIC的三种 N及 C端修饰肽 ,应用高压液相色谱、CD及生物体内活性实验 ,研究了其 N及 C端修饰对折叠及活性的影响 .结果表明 :MVIIC N端用 Phe及 Ser修饰后降低其线性肽形成正确折叠的比例及结构的稳定性 ,对小鼠的脑室给药活性也相应降低 ;C端酰胺转为电负性羧基端后活性降低 ,CD谱存在显著差异 .     

ω-芋螺毒素及其衍生物的合成

研究ω 芋螺毒素及衍生物的结构与生物活性的关系。采用固相多肽合成法合成了ω 芋螺毒素及其衍生物。结果显示 ,ω 芋螺毒素衍生物结构稳定性和生物活性均比ω 芋螺毒素差。     

新芋螺毒素SO3的合成优化与折叠关系

用Fmoc/But方法合成了从线纹芋螺中筛选的具有镇痛作用的螺多肽SO3,通过对合成中偶合方法及裂解条件的优化,提高了线性肽的合成效率,减少了副产物的形成,使合成的线性肽不仅纯度好,且无需纯化即可用于下一步折叠。     

芋螺毒素MrIA的串联表达、纯化及生物活性鉴定

芋螺毒素(Conotoxins,CTxs)是一类特异作用于离子通道和膜受体的小分子多肽,是研究受体结构和功能及其相关疾病的重要工具。MrIA是进入临床研究可用于镇痛治疗的一种T超家族的芋螺毒素。传统获取芋螺毒素是通过化学合成的方法,成本高、产量低。实验利用串联表达技术,构建原核表达载体,在大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli)中成功表达了芋螺毒素MrIA(recombinant MrIA,rMrIA)。通过溴化氰切割和纯化,最终1L菌液可获得纯度高达95%的rMrIA 30mg。小鼠热板实验表明,rMrIA具有较好的镇痛活性。这为大量获得MrIA以及其他芋螺毒素小肽的表达提供了方法。     

O2-芋螺毒素Tx7.29抑制钙通道电流及镇痛活性研究（英文）

目的 海洋肉食性软体动物芋螺的毒液是生物活性多肽的一个宝贵来源。这些活性多肽大多是富含二硫键的神经毒素,通常称为芋螺毒素。在本研究中,发现了一个全新的O2超家族芋螺毒素Tx7.29,通过对其进行功能研究,期望发现新的镇痛药候选物。方法 从织锦芋螺毒管c DNA文库中克隆得到Tx7.29的c DNA序列。通过化学合成,制得了Tx7.29的成熟肽,并通过质谱鉴定了其分子质量。通过膜片钳实验和动物实验确定Tx7.29的生物学功能。结果 Tx7.29的c DNA序列编码了一个包含68个氨基酸残基的芋螺毒素前体,由19个残基的信号肽、28个残基的前片段和22个残基的成熟肽组成。圆二色谱分析表明,β转角和反平行片层是Tx7.29二级结构中的主要组分。通过膜片钳实验发现,Tx7.29可以显著抑制大鼠背根神经节细胞的钙通道电流,但对钠电流和钾电流没有明显作用。在小鼠热板疼痛试验中,从0.5到4小时,Tx7.29以剂量依赖性的方式,增加了试验小鼠的热板潜伏时间。Tx7.29对ND7/23细胞无明显细胞毒性。结论 Tx7.29有望成为一种镇痛药物先导化合物,同时它的发现也扩大了O2-芋螺毒素的作用范围。     

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。     

新型α-芋螺毒素基因克隆的引物筛选

目的:优化PCR条件,建立能特异扩增出α-芋螺毒素基因片段的最理想PCR条件.方法:根据α-芋螺毒素基因保守的信号肽或内含子序列和非翻译区保守核苷酸序列设计了多组特异引物,并对引物浓度和退火温度等影响因素进行优化.结果:根据α-芋螺毒素基因保守的内含子序列为引物、引物浓度为0.1 μmol/L、退火温度为50℃时,能特异的扩增出α-芋螺毒素基因片段,分子量大约分别为180bp和300bp.结论:采用优化的PCR条件,能筛选出克隆新型的α--芋螺毒素基因片段的最理想引物,为α-芋螺毒素的化学合成、活性研究和应用提供基础.     

芋螺毒素的药用价值研发进展

芋螺毒素是一种海洋软体动物芋螺分泌的一类用于自卫和捕食的小肽神经性毒素。芋螺毒素具有很高的药用开发价值和潜力。近年来,具有高度特异性生物活性的芋螺毒素一直广泛应用于研制特异性诊断试剂以及开发疗效特异的新药之中,并作为分子模型用于相关新药的设计。本文对近年来芋螺毒素药用开发研究的最新进展做一综述。     

新芋螺毒素基因的克隆及其遗传进化分析

全世界有约800种芋螺,每种芋螺产生多达2 000种的肽类毒素,这些毒素可以作用于电压门控离子通道(Na+,K+,Ca2+)、配体门控离子通道(n ACh Rs,5-HT3R,NMDAR)、G蛋白偶联受体(神经降压素和血管加压素)和神经递质转运蛋白。虽然已有大量的芋螺毒素通过毒液分离、c DNA克隆和转录组测序获得,但已发现的芋螺毒素不足其总量的0.5%。A-超家族中α-芋螺毒素基因结构包含了一个内含子和被该内含子分开的两个外显子,成熟肽具有标准的4个半胱氨酸骨架(CC-C-C)。本研究利用具有保守性的α-芋螺毒素基因内含子序列,采用多个PCR退火温度,从海南产疣缟芋螺中克隆到了1个新的具有6个半胱氨酸骨架(CC-C-C-CC)的M-超家族芋螺毒素基因和1个含有5个半胱氨酸新颖骨架(CC-C-C-C)的未知新家族芋螺毒素,并对它们的基因结构、成熟肽序列,以及与其他M-超家族芋螺毒素的遗传进化关系进行了深入分析。首次证实保守的α-芋螺毒素基因内含子序列可能存在于其他超家族中。