化学合成虎纹捕鸟蛛毒素-I基因的克隆和表达

本文报道了全化学合成虎纹捕鸟蛛毒素－Ⅰ基因在大肠杆菌中的表达,表达产物为Ｎ－端是谷胱甘肽硫转移酶的融合蛋白．经ＧＳＨ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ亲和层析纯化,凝血酶酶解融合蛋白,得到重组ＨＷＴＸ－Ⅰ（ｒＨＷＴＸ－Ⅰ）．质谱和氨基酸顺序分析均表明ｒＨＷＴＸ－Ⅰ系正确表达产物．还原复性的ｒＨＷＴＸ－Ⅰ表现出与天然ＨＷＴＸ－Ⅰ生物学活性的一致性．     

虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ cDNA克隆及序列

 从中国珍稀毒蛛种虎纹捕鸟蛛 (Selenocosmia huwena)毒腺中分离纯化的虎纹捕鸟蛛毒素 - (Huwentoxin ,HWTX- ) ,其一级结构、二级结构和溶液构象均已阐明 ,生理功能实验已证实 HWTX- 是一种作用于突触前膜的神经毒素和高阈值钙通道抑制剂 .为深入开展对 HWTX- 的应用研究 ,根据 HWTX- 多肽氨基酸序列 ,设计其 N-端、C-端和中间段 3组简并引物 (引物 、引物 和引物 ) .从虎纹捕鸟蛛毒腺提取制备 m RNA,逆转录合成 c DNA.以引物 和引物 为引物 ,采用 PCR方法对虎纹捕鸟蛛毒腺总 c DNA进行简并引物扩增 ,得到两条相对特异性的 DNA片段 ,产物直接与 PCR克隆载体 p UC- T连接 .重组子经原引物再次 PCR扩增和同位素标记引物 进行 Southern分子杂交鉴定 .对 4个重组子测序结果表明 ,有 1个重组子所对应的氨基酸顺序与 HWTX- 一致 ,Gen Bank数据检索说明 HWTX- c DNA编码序列确实是一个从未报道的序列 .本研究结果为 HWTX- 在真核细胞表达 ,大量获取蜘蛛毒素组分奠定了基础 .     

虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ突变体K3A-HWTX-Ⅰ的化学合成与生理活性分析

采用固相Ｆｍｏｃ法在自制自动蛋白质化学工作站上合成了其第３位赖氨酸（Ｋ３）被丙氨酸（Ａ）取代的虎纹捕鸟蛛毒素－Ⅰ的突变体Ｋ３Ａ－ＨＷＴＸ－Ⅰ．合成的突变体用Ｅｄｍａｎ降解和电喷雾质谱进行鉴定．Ｋ３Ａ－ＨＷＴＸ－Ⅰ经谷胱甘肽系统进行氧化复性后通过离子交换和反相ＨＰＬＣ纯化．活性分析结果表明,Ｋ３被Ａ取代后ＨＷＴＸ－Ⅰ的生物活性下降了８０％,提示Ｋ３与ＨＷＴＸ－Ⅰ的生物活性有一定的相关性     

虎纹捕鸟蛛毒素-I单残基突变体R20A-HWTX-I的化学合成与性质分析

虎纹捕鸟蛛毒素－１（Ｈｕｗｅｔｏｘｉｎ－１,ＨＷＴＸ－１）是从虎纹捕乌蛛（Ｓｅｌｅｎｏｃｏｓｍｉａ ｈｕｗｅｎａ）的粗只同的一种多肽类神经毒素。为了探明该毒素分子中统一的Ａｒｇ残基与其生物学活性的关系,运用固相多肽合成技术和Ｆｍｏｃ化学直接构建了Ａｌａ取代ＨＷＴＸ－１第２０位Ａｒｇ（Ｒ２０）的突变体Ｒ２０Ａ－ＨＷＴＸ－１;将合成的突一置于含谷胱甘肽的缓冲体系中氧化复性后用反相和特殊设计的离子交换Ｈ     

虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ的化学合成及其结构与生理活性分析

应用芴甲氧羰基(Fmoc)固相方法化学合成了虎纹捕鸟蛛毒素-I,合成采用Fmoc氨基酸五氟苯酯,各侧链保护措施如下:羧基和酚羟基用叔丁基(tBu)保护,赖氨酸和组氨酸侧链用叔丁氧羰基(Boc)保护,精氨酸胍基用4-甲氧-2,3,6-三甲基苯磺酰基(Mtr)保护,半胱氨酸巯基用三苯甲基(Trt)保护.固相载体为需活化的乙二胺-聚乙二醇-聚苯乙烯(EDA-PEG-PS)树脂.合成产物(肽树脂)用苯甲硫醚-乙二硫醇-苯甲醚-三氟乙酸系统一步裂解以及去除侧链保护基,然后用二硫苏糖醇(DTT)还原,再通过氧化型和还原型谷胱甘肽系统促使其形成正确的二硫键配对.对HPLC分离纯化得到的合成产物,进行了氨基酸组成、肽谱、氨基酸顺序以及一维核磁共振谱分析.分析结果表明合成毒素具有与天然毒素相同的化学结构和空间构象.生理实验结果表明,其生物学活性与天然Huwentoxin-I也相同.     

虎纹捕鸟蛛毒素-X的化学合成及其鉴定

应用芴甲氧羰基（Fmoc）固相方法化学合成了虎纹捕鸟蛛毒素-X（huwentoxin-X,HWTX-X）,并在含5mmol／LGSH和0．5mmol／LGSSG的0．1mol／L Tris-HCl溶液（pH8．0）中氧化复性：复性产物与天然多肽具有相同的分子质量,在反相HPLC上共洗脱,其一维核磁共振谱规则分散,表明合成多肽形成了3对二硫键和稳定的空间结构,并与天然多肽相同：此合成的多肽能专一性抑制大鼠背根神经节细胞上N-型电压敏感钙离子通道．其IC50约40nmol／L. HWTX-X的成功合成和鉴定为进一步研究HWTX-X的结构与功能关系、药理学性质以及新型镇痛药物研发奠定了基础．     

虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ单残基突变体R20A-HWTX-Ⅰ的化学合成与性质分析

虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ(Huwentoxin-Ⅰ,HWTX-Ⅰ)是从虎纹捕鸟蛛(-Selenocosmia huwena)-的粗毒中分离出的一种多肽类神经毒素。为了探明该毒素分子中唯一的Arg残基与其生物学活性的关系,运用固相多肽合成技术和Fmoc化学直接构建了Ala取代HWTX-Ⅰ第20位Arg(R20)的突变体R20A-HWTX-Ⅰ;将合成的突变体置于含谷胱甘肽的缓冲体系中氧化复性后用反相和特殊设计的离子交换HPLC纯化,并对之进行氨基酸组成、Edman降解与质谱分析。活性测定结果表明,HWTXⅠ分子中的R20被A取代后,活性下降了92%,提示R20是与活性密切相关的重要残基。     

重组虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ在巴氏毕赤酵母中的表达及纯化

纹捕鸟蛛毒素Ⅰ是从虎纹捕鸟蛛粗毒中分离纯化,具有镇痛活性的肽类神经毒素。对巴氏毕赤酵母生产的重组HWTX-Ⅰ进行多步纯化,首先将分泌到培养上清的rHWTX-Ⅰ进行90％饱和度的（NH₄）₂SO₄沉淀,再用截留分子量3kD的滤膜脱盐,再用CM阳离子交换层析分离,最后用C₁₈反相层析脱盐纯化,真空干燥后得到的rHWTX-Ⅰ经Tricine SDS-PAGE,质谱鉴定,氨基酸组成分析,N-端序列测定及活性鉴定,证明已获得高纯度的重组HWTX-Ⅰ,摇瓶表达量约为80mg/L,约占总分泌量的23.6%,并对摇瓶发酵条件进行了优化,为利用基因工程方法生产HWTX－I的规模化生产及临床应用提供了证据。     

虎纹捕鸟蛛毒素—Ⅰ突变体K3A—HWTX—I的化学合成与生理活性分析

采用固相Ｆｍｏｃ法在自制自动蛋白质化学工作站上合成了春第３位赖氨酸被丙氨酸取代的虎纹捕鸟蛛毒素－Ｉ的突变体Ｋ３Ａ－ＨＷＴＸ－Ｉ。合成的突变体用Ｅｄｍａｎ降解和电雾质谱进行鉴定。Ｋ３Ａ－ＨＷＴＸ－Ｉ经谷胱甘肽系统进行氧化复性后通过离子交换和反相ＨＰＬＣ纯化。     

用PCR直接筛选和鉴定虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ的重组阳性克隆

以合成的两段插入序列为上、下游引物用PCR法直接筛选插入有虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ（HWTX－Ⅰ）cDNA的重组阳性克隆。并用PCR法快速鉴定重组体中插入片段的正、反连接方向,扩增用引物是以位于克隆位点上游的一段载体序列上游引物,以插入序列为下游引物。对100个单克隆进行了上述两次PCR筛选鉴定,选取2个有靶片段插入并且为正向连接的重组子进行测序,其结果证实了插入片段及其方向的正确性。     

重组虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ用pET_(31)b载体的表达和纯化

化学全合成虎纹捕鸟蛛毒素 Ⅰ (HWTX Ⅰ )基因在大肠杆菌中被表达 ,采用pET31b载体 ,表达产物N端为大肠杆菌酮基立体异构酶的融合蛋白 ,经亲和连续 6个组氨酸的亲和柱层析后 ,溴化氰切割融合蛋白 ,再经高效液相色谱反相柱纯化 ,得到了重组虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ .质谱分析及N端测序表明 ,rHWTX Ⅰ系正确表达产物 .还原复性的rHWTX Ⅰ表现出与天然HWTX Ⅰ一致的生物学活性     

虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ突变体A1Y-HWTX-Ⅰ的固相合成和生物学活性测定

用芴甲氧羰基 (Fmoc)固相多肽合成的方法在自制自动蛋白质化学工作站上合成了用酪氨酸 (Y)替代虎纹捕鸟蛛毒素 - (HWTX- )第一位丙氨酸 (A1 )的突变体 A1 Y- HWTX- .合成的突变体用 Edman降解和电喷雾质谱法进行鉴定 .活性分析结果证明 ,合成的 A1 Y- HWTX- 在含有谷胱甘肽的缓冲体系中氧化折叠后显示出与天然 HWTX- 完全相同的生物学活性 ,提示 Y替代 HWTX- 的 A1后并不明显影响 HWTX- 的活性部位和空间构象 ;A1与 HWTX- 生物学活性无关 .此外 ,将 Y引入 HWTX- 分子有助于利用碘标记方法研究 HWTX- 的作用机制     

虎纹捕鸟蛛毒素HWTX—Ⅱ的^1H—NMR信号归属和二级结构分析

虎纹捕鸟蛛毒素HWTX-Ⅱ是从虎纹捕鸟蛛Selenocosmia huwena的毒液中分离出的一种新型杀虫肽。应用2D－NMR技术研究该毒素分子的溶液结构特点,通过分析水及重水DQF－COSY、COSY、TOCSY和NOESY等^1H－NMR谱,识别出HWTX-Ⅱ全部37个氨基酸残基自旋体系;通过NOESY谱中的dαN、dαδ、dβN和dNN联系完成了序列专一的谱峰归属,确认了所有主链质子和除了Lys侧链εNH2质子外的所有侧链质子的化学位移,为完全解析HWTX-Ⅱ的溶液三维象奠定了基础,并且通过核磁数据分析,确定HWTX-Ⅱ的二级结构特点是含有较多的伸展构象,尤其是C端有一个典型的双股反平行的β折叠（Trp27-Cys29和Cys34-Lys36),分子中缺乏螺旋结构,这些二级结构特点与已探明结构的其他蜘蛛毒素的基本相同。     

重组虎纹捕鸟蛛毒素—I在巴氏毕赤酵母中的表达及纯化

虎纹捕鸟蛛毒素I是从虎纹捕鸟蛛粗毒中分离纯化,具有镇痛活性的肽类神经毒素。对巴氏毕赤酵母生产的重组HWTX－I进行多步纯化,首先将分泌到培养上清的rHWTX-I进行90％饱和度的（NH4）2SO4沉淀,再用截留分子量3kD的滤膜脱盐,再用CM阳离子交换层析分离,最后用C18反相层析脱盐纯化,真空干燥后得到的rHWTX-I经Tricine SDS-PAGE,质谱鉴定,氨基酸组成分析,N－端序列测定后活性鉴定,证明已获得高纯度的重组HWTX－I,摇瓶表达量约为80mg/L,约占总分泌量的23．6％,并对摇瓶发酵条件进行了优化,为利用基因工程方法生产HWTX－I的规模化生产及临床应用提供了证据。     

海南捕鸟蛛毒素—IV的化学合成与氧化复性

应用芴甲氧羰基 (Fmoc)固相方法化学合成了海南捕鸟蛛毒素 IV ,并通过反相HPLC对不同条件下的氧化复性结果进行监测 ,从而摸索出海南捕鸟蛛毒素 IV的最适氧化复性条件 :0 .1mol/LTris HCl和 0 .1mol/LNaCl缓冲液、pH 8.0、样品浓度为 0 .1g/L、5mmol/LGSH、0 .5mmol/LGSSG。复性产物经质谱测定为 3988.70 ;而与天然毒素混合进行HPLC分析时也得到了单一峰 ;膈神经 膈肌标本测活实验表明 ,合成毒素具有与天然毒素相同的生物学活性 ,从而可推断两者在结构和功能上具有一致性。     

虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ中组氨酸残基的修饰与活性的关系

用焦碳酸二乙酯 (DEPC)对虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ (HWTX Ⅰ )分子中的组氨酸残基进行了修饰 .修饰后的产物用高压液相色谱分离后采用质谱及氨基酸组成分析等相关技术进行鉴定 ,结果表明 ,DEPC对HWTX Ⅰ的修饰产生了咪唑环的单取代和咪唑环的双取代两种产物 .对修饰后的两种产物测定了对小鼠膈神经膈肌接头传递的影响 ,与天然的HWTX Ⅰ比较 ,组氨酸修饰后的HWTX Ⅰ其活性下降了 92 % ,证明组氨酸残基是HWTX Ⅰ活性相关残基     

虎纹捕鸟蛛毒素-Ⅰ-(HWTX-Ⅰ)28肽类似物的化学合成与活性鉴定

虎纹捕鸟蛛毒素-(huwentoxin-,HWTX-)是从我国虎纹捕鸟蛛毒素中分离纯化得到的一种多肽类神经毒素.该多肽分子由33个氨基酸残基组成,含三对二硫键.其一级结构和三级结构均已测定.弄清该毒素的活性部位,是研究其结构功能关系的基础.用固相Fmoc化学合成的方法,合成了虎纹捕鸟蛛-的28肽类似物.该突变体去掉了天然毒素分子N端的Alal和C端的Lys30-Trp31-Lys32-Leu33共5个残基.用氧化还原型谷胱甘肽法完成二硫键配对,并用HPLC进行纯化,所得突变体与天然HWTX-的紫外光谱相似.质谱鉴定确认合成产物正确,分子量为3124,浓度为1×10-5g/ml的突变体能可逆阻断小白鼠膈神经-膈肌的接头传递,阻断时间为60～70min.与天然毒素比较,活性有所下降.结果说明HWTX-的N端、C端残基对其生物活性有一定影响,但不是位于活性中心的重要残基.由结果推测,虎纹捕鸟蛛毒素-的活性中心位于该分子中连接β-折叠的回环区     

草鱼IGF—Ⅰ cDNA的克隆和在原核生物中的表达

根据亲缘关系较近的鲤鱼胰素样生长因子－Ⅰ（IGF－Ⅰ）cDNA设计一对引物,通过RT－PCR从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肝组织首次克隆了草鱼IGF－ⅠcDNA开放阅读框（ORF）片段,经序列分析表明克隆的草鱼IGF－ⅠcDNA为Ea－2亚型,ORF与鲤鱼有95％的同源性,与人有63％的同源性;草鱼IGF－Ⅰ蛋白与鲤鱼IGF－Ⅰ仅2个氨基酸残基不同,与人IGF－Ⅰ也仅有13个残基不同,将表达成熟草鱼IGF－Ⅰ(gcIGF-Ⅰ）蛋白的cDNA片段亚克隆至谷胱甘肽S－转移酶（GST）融合表达载体pGEX－4T－3,再将构建的重组表达载体pGEX-T-gcIGF-Ⅰ转入大肠杆菌BL21。在IPTG的诱导下,GST－gcIGF-Ⅰ融合蛋白高效表达。兔抗鲑鱼IGF－Ⅰ抗血清进行了Western Blot检测显示重组草鱼IGF－Ⅰ蛋白具有免疫活性。     

人表皮生长因子基因的化学合成和克隆及其在酵母中的表达

用固相亚磷酰胺法合成了人表皮生长因子基因,全长为173个核苷酸,它被分成8个寡核苷酸,分别在DNA合成仪上合成。经分离纯化后的寡聚核苷酸进行酶促连接,然后被克隆到噬菌体M13mpl8中,克隆经分子杂交、限制酶酶切以及DNA序列分析检测,证明合成的人表皮生长因子基因和设计的完全一致。将人表皮生长因子基因的DNA片段插入酵母分泌型表达载休YFD59 HindⅢ位点中,建成表达人表皮生长因子基因的质粒YFDl04,再将此质粒转化酿酒酵母,所得转化子经摇瓶发酵,发酵上清液用受体结合试验表明有人表皮生长因子表达。