东亚钳蝎神经毒素基因BmK IT3的克隆及其在大肠杆菌中的表达

东亚钳蝎毒素基因ＢｍＫＩＴ3 编码是由 6 5个氨基酸残基组成的多肽物质。该类毒素为专一性作用于昆虫的抑制型神经毒素 ,它已被广泛用于研究离子通道作用机理[1 ] ;同时 ,它是研究蛋白质结构和功能的极好模型 ,是研究神经药理学的理想工具 ,将具有药理活性和昆虫毒性的基因导入细胞或动植物体内具有十分重要的应用价值。它对昆虫作用的专一性很高 ,对哺乳动物无害或毒性很小 ,可作为一种安全、有效的生物杀虫剂[2 ,3 ] 。我们的研究是对该基因密码子进行优化 ,采用化学合成的方法合成了适于在昆虫中表达的ＢｍＫＩＴ3 的两条长的引物 ,通过…     

蝎神经毒素在大肠杆菌中的非分泌非融合表达

构建一种温控型蝎神经毒素重组表达质粒以及一种IPTG诱导的非分泌非融合型重组表达质粒 ,并在大肠杆菌中进行了表达研究。     

一种东亚钳蝎碱性神经毒素的纯化和初步晶体学研究

经ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－５０和ＳＰ－ＳｅｐｈａｄｅｘＣ－２５两次柱层析,从河南淅川马氏钳蝎毒素中分得一种碱性神经毒素ＢｍＫＭＩ８。等电聚聚焦和ＳＤＳ电泳显示单一组分,其ＰＩ为９．１,Ｍｒ为７１００,毒性测试结果表明,该组分对小白鼠有较强的毒性,对昆虫也有一定的毒性。已获得该毒素的两种晶全型的大单晶,并测定其空间群为Ｐ２１２１２１,晶胞参数为：ＢｍＫＭＩ８－Ａ：ａ＝３６．７Ａ,ｂ＝２６．６Ａ,ｃ＝５２     

两个东亚钳蝎抗哺乳动物神经毒素的cDNA序列

从我国山东东亚马氏钳蝎尾腺中分离纯化ｍＲＮＡ,经逆转录构建了ＢｍＫ蝎毒ｃＤＮＡ文库。利用ＰＣＲ扩增,筛选到两个抗哺乳动物毒素的ｃＤＮＡ基因,并测定了序列。这两个ｃＤＮＡ阅读框均为２５２ｂｐ组成,可翻译８４肽的毒素前体,包括Ｎ端１９个氨基酸组成的信号肽,６４个氨基酸残芭的成熟毒蛋白,以及Ｃ端一个额外的碱性氨基酸Ａｒｇ。其中由一ＣＤＮＡ所推导的氨基酸序列（ＢｍＫＭ１）一已知的天然毒素ＢｍＫ１蛋白序列完     

一种东亚钳蝎碱性神经毒素的纯化和初步晶体学研究

经ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－５０和ＳＰ－ＳｅｐｈａｄｅｘＣ－２５两次柱层析,从河南淅川马氏钳蝎毒素中分得一种碱性神经毒素ＢｍＫＭＩ８．等电聚焦和ＳＤＳ电泳显示单一组分,其ｐＩ为９．１,Ｍｒ为７１００．毒性测试结果表明,该组分对小白鼠有较强的毒性,对昆虫也有一定的毒性,已获得该毒素的两种晶型的大单晶,并测定其空间群为Ｐ２＿１２＿１２＿１,晶胞参数为：ＢｍＫＭＩ８－Ａ：ａ＝３６．７,ｂ＝２６．６,ｃ＝５２．０,ＢｍＫＭＩ８－Ｂ：ａ＝３６．６４Ａ,ｂ＝３７．３１,ｃ＝３７．９５,已收集了ＢｍＫＭＩ８－Ｂ分辨率为１．７４的Ｘ射线单晶衍射数据。     

几种环境因素对东亚钳蝎繁殖的影响

本实验观察了温度、种群密度、风、噪声对东亚钳蝎繁殖的影响。结果表明,在控温条件下（２６￣３０℃）,东亚钳蝎不冬眠,比自然条件下养殖的蝎提前半年左右产下仔蝎,母蝎的成活率提高。种群密度过大时,种群内斗争激烈,母蝎和仔蝎成活率降低。噪声和强风对蝎繁殖不利。     

马氏钳蝎酸性神经毒素(Bmk M8)0.25nm分辨率晶体结构测定

马氏钳蝎中一种酸性弱神经毒素BmK M8的晶体结构测定.BmK M8的X射线衍射数据用面探测器收集,利用碱性蝎神经毒素AaHⅡ的晶体结构作初始模型,取1.5～0.35nm范围的强度数据,应用分子置换法,经交叉旋转函数,PC-refinement和平移函数的计算,确定了BmK M8分子在晶胞中的正确取向和位置,建立初始模型.从该模型提供的初始位相出发,得到了BmK M8晶体的初始相角,采用立体化学制约的最小二乘修正技术在0.8～0.25nm分辨率范围内进行了结构精化.修正结果,最后的晶体学 R因子为0.171,键长标准偏差为 0.0019nm,键角标准偏差为2239°.BmK M8分子由1段两圈半a螺旋(由19～28位氨基酸组成)和3段反平行的β折叠(由2～4,32～37,45～51位氨基酸组成)构成三维折叠的核心,由此核心向外伸出3个Loop区.描述了BmK系列之一的BmK M8分子的肽链折叠特征,辨识出可能存在于所有蝎毒素中的共同的结构模块(Motif),并讨论了保守的芳香残基和荷电残基的空问分布特征及其与毒性的可能关系.这是首次报道一种酸性神经毒素的晶体结构.     

具有中等毒性的马氏钳蝎神经毒素的纯化和初步晶体学研究

运用柱层析技术对产自淅川和常德的马氏钳蝎毒素进行分离纯化,得到８种哺乳动物神经毒素。运用制备型等电聚焦电泳技术,对常德样品中具有中等毒性的蝎神经毒素（ＢｍＫ５）进一步纯化,获得了高纯度样品。两个产地的蝎毒素ＢｍＫ５均已经成功地获得了大晶体。空间群均为Ｐ２１２１２１,晶胞参数分别为：ａ＝３８．４６埃,ｂ＝３７．２８埃,ｃ＝３６．９７埃（淅川）;ａ＝３８．４４埃,ｂ＝３７．５５埃,ｃ＝３６．８３埃（常德）。对两个产地的晶体分别收集了２．１埃（淅川）和１．６２埃（常德）分辨率的衍射数据。     

一个新的东亚钳蝎毒素(BmKT_1)全长cDNA的克隆和分析

首先构建了东亚钳蝎毒腺组织 c DNA文库 ;根据已知的东亚钳蝎哺乳动物毒素氨基酸序列保守区设计引物 ,并用 PCR从 c DNA文库中扩增出一个 c DNA片段作为筛选 c DNA文库的探针 ;从 c DNA文库中筛选到二个编码同一个新的蝎毒素多肽的 c DNA,它们除 3′- UTR外 ,其余序列完全一致 .它们均含有 2 55bp长的开放阅读框 ,编码 85肽的前体毒素 ,包括 1 9个氨基酸残基的信号肽 ,66个残基的成熟毒素 (命名为 Bm KT1) ;Bm KT1氨基酸序列与已知的蝎毒素具有较大的同源性 ,与 Bm KM1,Lqq ,Lqhα IT和 Bm K M10 的同源性分别为 77%、67%、67%和 65% .Bm KT1的 C端不存在末端修饰步骤且具有一个与这些毒素不相同的特征结构 ,即在末端延伸了两个氨基酸残基 - P- S,推测 Bm KT1具有新的活性功能特征 .     

东亚钳蝎蝎毒素BmKBT基因组序列的克隆及其分析

东亚钳蝎 (ButhusmartensiiKarsch ,BmK)蝎毒素BmKBT(又名BmKabT)是一个在初级结构上相似于β类哺乳动物毒素和功能接近于α类哺乳动物毒素的Na+ 通道毒素 .基于从毒腺cDNA文库中筛选得到的全长BmKBT前体核苷酸序列设计引物 ,以蝎基因组总DNA为模板进行聚合酶链式反应 (PCR) ,将PCR产物克隆至T载体、测序 .序列分析表明 :在BmKBT信号肽编码区的 3′端的- 4位Gly密码子的第 1位与第 2位碱基中有 1个长 2 2 5nt的内含子 ,插入位点距离该基因的起始密码子 4 6nt ,AT含量为 78 7% ,其内含子可能的剪接分枝位点距离 3′剪接受体位点 4 7nt.内含子的大小及其基因组织结构分析表明 :BmKBT具有与α类哺乳动物毒素类似的基因组织结构 ,进一步说明BmKBT是一个介于α类和β类Na+ 通道毒素之间的中间型蝎毒素 ,可以作为研究蝎毒素分子进化的合适材料     

Crystal structure determination of an acidic neurotoxin (BmK M8) from scorpion Buthm martensii Karsch at 0.25nm resolution

The crystal structure of an acidic neurotoxin, BmK M8, from Chinese scorpion Buthus martensii Karsch was determined at 0.25 nm resolution. The X-ray diffraction data of BmK M8 crystals at 0.25nm resolution were collected on a Siemens area detector. Using molecular replacement method with a basic scorpion toxin AaH II in a search model, the cross-rotation function, PC-refinement and translation function were calculated by X-PLOR program package. The correct orientation and position of BmK M8 molecule in crystal were determined in a resolution range of 1.5 - 0.35nm, The oystallographic refinement was further performed by stereo-chemical restrict least-square technique, followed by simulated annealing, slow-cooling protocols. The final crystallographic R-factor at 0.8-0.25 nm is 0.171. The standard deviations of bond length and bond angle from ideality are 0.001 7nm and 2.24° , respectively. The final model of BmK M8 structure is composed of a dense core of secondary structure elements by a stretch of α-     

东亚钳蝎毒素对Caco-2人结肠癌细胞的体外药理学研究

研究东亚钳蝎毒素对人结肠癌细胞Caco-2增殖的影响。以不同浓度的东亚钳蝎（Buthus martensii Karsch）毒素（10、20、40滋g/mL）干预体外培养的Caco-2细胞,分别于24 h、48 h后,用四甲基偶氮唑盐（MTT）比色法,观察毒素对Caco-2细胞的增殖抑制作用。运用淋巴细胞转化实验和乳酸脱氢酶（LDH）释放实验检测蝎毒素对Caco-2细胞的作用途径。结果表明：东亚钳蝎毒不仅能抑制Caco-2细胞的增殖而且能促进淋巴细胞转化,毒素对Caco-2细胞增殖的抑制作用与浓度和作用时间密切相关。     

The Small Metal-Binding Protein SmbP Improves the Expression and Purification of the Recombinant Antitumor-Analgesic Peptide from the Chinese Scorpion Buthus martensii Karsch in Escherichia coli

We have recently shown that SmbP, the small metal-binding protein of Nitrosomonas europaea, can be employed as a fusion protein to express and purify recombinant proteins and peptides in Escherichia coli. SmbP increases solubility, allows simple, one-step purification through affinity chromatography, and provides superior final yields due to its low molecular weight. In this work, we report for the first time the use of SmbP to produce a recombinant peptide with anticancer activity: the antitumor-analgesic peptide (BmK-AGAP), a neurotoxin isolated from the venom of the Chinese scorpion Buthus martensii Karsch. This peptide was expressed in Escherichia coli SHuffle for correct, cytoplasmic, disulfide bond formation and tagged with SmbP at the N-terminus to improve its solubility and allow purification using immobilized metal affinity chromatography. SmbP_BmK-AGAP was found in the soluble fraction of the cell lysate. After purification and removal of SmbP by digestion with enterokinase, 1.8 mg of pure and highly active rBmK-AGAP was obtained per liter of cell culture. rBmK-AGAP exhibited antiproliferative activity on the MCF-7 cancer cell line, with a half-maximal inhibitory concentration value of 7.24 μM. Based on these results, we considered SmbP to be a suitable carrier protein for the production of recombinant, biologically active BmK-AGAP. We propose that SmbP should be an attractive fusion protein for the expression and purification of additional recombinant proteins or peptides that display anticancer activities.     

Precursors of three unique cysteine-rich peptides from the scorpion Buthus martensii Karsch

Scorpion venoms contain a large number of small peptides with diverse primary structures and unique pharmacological functions. From a cDNA library prepared from venom glands of the Chinese scorpion Buthus martensii Karsch, clones encoding precursors of three unique cysteine-rich peptides named BmTXKS3, BmTXLP2 and BmAP1 have been isolated and sequenced. These precursors are composed of 54, 94 and 89 amino acids, respectively, containing a signal peptide in their N-termini. Sequence analysis shows that BmTXKS3 and BmTXLP2 are two novel members of a scorpion toxin family sharing cysteine-stabilized α-helical folds. BmAP1 possesses a distinctive cystine framework, which is similar to some serine protease inhibitors and the segments of several extracellular proteins.