肉毒毒素作用机制的研究进展

肉毒毒素(botulinum toxin,BTX)是肉毒梭状芽胞杆菌在生长繁殖过程中产生的一种外毒素,其通过抑制神经递质的释放而引起肌肉松弛型麻痹。在世界范围内,肉毒中毒的案例时有发生,病情严重的患者最终因呼吸衰竭而死亡。肉毒毒素相关产品在临床痉挛性疾病、腺体分泌过度、神经性疼痛的治疗及美容除皱等领域展现出广阔的应用前景。因而,肉毒毒素作用机制的研究在肉毒中毒的治疗以及临床新适应症的开发等方面具有重要意义。就肉毒毒素跨越小肠上皮细胞屏障的吸收及神经毒性作用机制的研究现状作一概述。     

肉毒神经毒素抑制剂的研究进展

肉毒神经毒素(botulinum neurotoxins,BoNTs)是由梭状芽孢杆菌属分泌的外毒素,是目前已知毒性最强的生物类毒素.BoNTs共分为7种血清型(A-G),其中A型导致的肉毒中毒最为常见.由于肉毒毒素的强毒性及易于制备,其已被列为A类生物恐怖制剂.目前,针对肉毒中毒的有效治疗手段为早期注射抗毒素血清.但...     

肉毒神经毒素受体的研究进展

肉毒神经毒素(botulinumneurotoxin)是世界已知毒性最强的生物毒素,它通过酶切在递质释放过程中起关键作用的SNARE蛋白,抑制神经递质释放,阻断突触传递.综述了有关肉毒受体研究的进展.这些研究表明,肉毒的结合位点有低亲和力的和高亲和力的两种.肉毒的结合过程分两步,它首先与细胞表面的神经节苷脂结合,形成低亲和力的聚合体,然后再与高亲和力的蛋白受体——synaptotagmin结合,形成牢固的三聚体结构,并由内吞进入细胞.这种解释肉毒结合过程的双受体学说得到了越来越多的支持,文中列举和评述了支持该学说的实验资料.     

肉毒神经毒素序列变异的研究进展

肉毒神经毒素是引起肉毒中毒的强烈毒素。肉毒梭状芽胞杆菌产生7种血清型的神经毒素(A~G)。随着分子生物学技术和计算机技术的发展和应用,对肉毒神经毒素的基因和蛋白序列变异的研究已经相当深入。基于这些变异,在各血清型中尚可被划分为不同的亚型。众多证据表明肉毒神经毒素亚型的变异可以影响单克隆抗体的亲和力和对毒素的中和能力。领会并应用这一理论对于肉毒神经毒素免疫学检测、临床治疗和疫苗研发是十分重要的。     

肉毒神经毒素轻链的结构与功能

肉毒神经毒素(BoNT)是由肉毒梭菌产生的一类外毒素,它是目前自然界所发现的生物毒素中毒性最强的物质。近年来,BoNT制剂在临床治疗上呈现出广阔的应用前景。具有生物活性的BoNT由50kD的轻链(LC)和100kD的重链(HC)组成双链结构：LC具有锌内肽酶活性;HC为细胞结合和转位结构域。本文综述了BoNT的LC在一级结构、高级结构与功能的关系方面研究的新进展。     

肉毒毒素研究进展

肉毒毒素是肉毒梭菌产生的一种神经毒素,能够通过抑制神经肌肉接头处的乙酰胆碱释放而引起肌肉麻痹.肉毒毒素在培养液中以复合物形式存在,其中的毒性组分由3个非同源性结构域组成,是一种新型的金属蛋白酶.不同血清型的肉毒毒素能够特异性地作用于不同底物,这些底物在神经细胞的胞外分泌过程中发挥重要作用.肉毒毒素在胞吞胞吐机制的研究以及临床医学应用方面具有宝贵的价值.     

肉毒毒素和其它微生物神经毒素的性质及其在医学上的应用

引言 1989年12月,美国FDA批准A型肉毒毒素作为新药投产,以治疗12岁以上人的肌肉紊乱性斜视、偏侧面肌痉挛和眼睑痉挛。还可用于许多其它肌张力障碍和运动失调等疾病的实验性治疗。此举为毒素应用于人的神经和肌肉组织开辟了一个新领域。     

抗A型肉毒神经毒素中和抗体间接ELISA的建立

目的建立间接ELISA,检测血清中抗A型肉毒神经毒素(botulinum neurotoxin type A, BoNT-A)中和抗体。方法以纯化的BoNT-A作为包被抗原,抗BoNT-A兔血清作为一抗,辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase, HRP)标记的金黄色葡萄球菌蛋白A(Staphylococal Protein A, SPA)作为二抗,结合实验设计,建立检测血清中抗BoNT-A中和抗体的间接ELISA,验证该方法的特异性、灵敏度和重复性,并与经典动物中和试验法检测抗BoNT-A中和抗体的结果进行比较。结果①间接ELISA条件的建立与优化,使用2.50μg/mL纯化的BoNT-A抗原包被,4℃过夜;1%明胶作为封闭剂,37℃封闭2 h;确定一抗优化条件:反应条件为1∶5 000稀释,37℃孵育90 min;二抗优化条件:反应条件为1∶10 000稀释,37℃孵育90 min;加入底物37℃显色10 min,加终止液终止后,用酶标仪测定A_(450 nm)值;②经过验证该方法特异性好,所包被抗原与抗伤寒杆菌兔血清、抗破伤风毒素兔血清、抗B型肉毒毒素兔血清、抗E型肉毒毒素兔血清、抗F型肉毒毒素兔血清均无交叉反应;灵敏度高,当抗BoNT-A兔血清按照1∶320 000稀释时,检测结果依然呈阳性;重复性良好,批内重复性验证CV分别为2.62%、1.40%、2.14%,变异系数均小于3%,批间差异无统计学意义(P=0.103,P>0.05);该方法检测抗BoNT-A中和抗体检出限为抗-0.03 LD_(50)/mL,大约是经典动物中和试验法的1/30,显著地提高了检测灵敏度。结论建立了一种可用于检测血清中抗BoNT-A中和抗体的间接ELISA。     

A型肉毒神经毒素理化及生物学特性研究

目的探究A型肉毒神经毒素的理化及生物学特性,为A型肉毒神经毒素制品的研制提供依据。方法采用SDS-PAGE、HPLC测定A型肉毒神经毒素的纯度;采用毛细管凝胶电泳分析其在非还原条件及还原条件下各组分的相对分子质量;采用等电点聚焦电泳测定其等电点;对其N-末端氨基酸序列进行测序,并将测序结果与NCBI blast数据库中A型肉毒梭菌Hall株的氨基酸序列作比对,确证其各组分的成分;对A型肉毒毒素复合物及A型肉毒神经毒素进行口服毒性分析,并对3批A型肉毒神经毒素原液和其半成品进行生物学稳定性研究。结果 A型肉毒神经毒素纯度99.00%;非还原条件下其相对分子质量约为152 000,N-末端氨基酸序列ALNDLQINVN,为完整的A型肉毒神经毒素;还原条件下,由相对分子质量约为101 000、N-末端氨基酸序列为ALNDLQINVN的重链和相对分子质量约为101 000、N-末端氨基酸序列为PFVNKQFNYK的轻链组成;等电点为4.91;口服A型肉毒神经毒素的小鼠LD50为1.50×107U/kg,是其复合物的7.9倍;3批A型肉毒神经毒素原液在2~8℃放置28 d生物学活性无下降,平均比活性为2.13×108U/mg,是其复合物的7.1倍;3批半成品在18~26℃放置28 d生物学活性无下降。结论 A型肉毒神经毒素纯度较高,非还原条件下为单链,还原条件下裂解为轻链和重链,其原液及其半成品的生物学稳定性较好。     

神经毒素原性酪酸梭菌与E型肉毒梭菌毒素的精制及特性比较

对首次自Ｅ型肉毒中毒食品中分离到的一株神经毒素原性酪酸梭菌（ＬＣＬ１５５）所产生的神经毒素,同Ｅ型肉毒梭菌（Ｅ１５３）所产生的神经毒素进行了精制及特性比较,发现（１）两菌神经毒素的分子量,Ｎａｔｉｖｅ－ＰＡＧＥ测试均为３２０ｋＤａ;ＳＤＳ－ＰＡＧＥ测试则均为１４７ｋＤａ,非毒性非血凝素部分均为１２８ｋＤａ;用胰蛋白酶激活神经毒素后发现两菌神经毒素均由分子量为１０３ｋＤａ的Ｈ链和４８ｋＤａ的Ｌ链组成。（２）两菌神经毒素柱层析图像基本一致,但在菌体毒素提取效果及精制效果诸方面,分离的酪酸梭菌却都较差。（３）胰蛋白酶激活试验表明：两菌神经毒素达到最大毒力所需激活时间不等。在相同温度下,分离的酪酸梭菌毒素只需５ｍｉｎ,而Ｅ型肉毒梭菌毒素却需３０ｍｉｎ,提示两菌神经毒素激活动力学上存在差异。（４）琼脂双扩散试验结果表明两菌神经毒素的抗原性是一致的,没有发现沉淀线呈交叉或部分交叉现象。     

肉毒毒素中和抗体的研究进展

肉毒毒素是目前已知毒性最强的细菌蛋白质,极少量便可以致人死亡,我国每年都有散发病例出现,并且它极有可能被用于恐怖行动或被一些国家用作生物战剂。肉毒毒素中和抗体是肉毒毒素中毒后惟一有效的药物。与马源的抗毒素血清相比,重组基因工程中和抗体具有很多优势,是目前肉毒毒素预防和治疗研究的主要方向。简要综述了肉毒毒素基因工程中和抗体研究现状、保护性抗原选择、体内外中和活性检测方法及研发难点、解决方法等。     

肉毒毒素抑制剂的研究进展

肉毒毒素(BoNT)是目前已知的毒性最强的生物毒素,肉毒毒素中毒的抗毒素治疗只对未进入神经细胞的毒素有效,而对中毒时间较长、轻链已进入神经系统者无效。近10年来,随着肉毒毒素晶体结构的测定、中毒机理的深入研究,以及体外高通量评价模型的建立,对小分子肉毒毒素抑制剂的研究取得了显著进展。从肉毒毒素中毒机理、结构特征出发,简要综述了肉毒毒素抑制剂的研究进展。     

A型肉毒毒素抑制剂的分子全息定量构效关系研究

目的:建立A型肉毒毒素抑制剂的定量构效关系模型。方法:应用分子全息定量构效关系(HQSAR)技术,研究了14种A型肉毒毒素抑制剂的抑制活性与其二维分子结构之间的关系,讨论了碎片区分参数及碎片长度对模型质量的影响。结果:最佳全息条件下产生的模型相关系数r2为0.780,交叉验证相关系数q2LOO为0.583。所建模型具有良好的拟和效果和较高的预测能力,HQSAR模型贡献图显示抑制剂分子中的噻吩环及羟胺对活性有较大贡献。结论:本研究对新抑制剂的设计具有一定的指导作用。     

Factors Affecting Autocatalysis of Botulinum A Neurotoxin Light Chain*

The light chain of botulinum neurotoxin serotype A undergoes autocatalytic fragmentation into two major peptides during purification and storage (Ahmed S. A. et al. 2001, J. Protein Chem. 20:221–231) by both intermolecular and intramolecular mechanisms (Ahmed S. A. etal. 2003, Biochemistry 42:12539–12549). In this study, we investigated the effects of buffers and salts on this autocatalytic reaction in the presence and absence of zinc chloride. In the presence of zinc chloride, the fragmentation reaction was enhanced in each of acetate, MES, HEPES and phosphate buffers with maximum occurring in acetate when compared to those in the absence of zinc chloride. Adding sodium chloride in phosphate buffer in the presence of zinc chloride increased the extent of proteolysis. Irrespective of the presence of zinc chloride, adding sodium chloride or potassium chloride in phosphate buffer elicited an additional proteolytic reaction. Higher concentrations of sodium phosphate buffer enhanced the autocatalytic reaction in the absence of zinc chloride. In contrast, in the presence of zinc chloride, higher concentrations of sodium phosphate decreased the autocatalytic reaction. Optimum pH of autocatalysis was not affected significantly by the absence or presence of zinc chloride. Like zinc chloride, other chlorides of divalent metals, such as magnesium, cobalt, iron and calcium also enhanced the autocatalytic reaction. Polyols such as ethylene glycol protected the light chain from fragmentation. Exposure of light chain to UV radiation led to enhanced fragmentation. In order to avoid fragmentation, the protein should be stored frozen in a low concentration buffer of neutral or higher pH devoid of any metal. Our results provide a choice of buffers and salts for isolation, purification and storage of intact botulinum neurotoxin serotype A light chain.     

A Photoactivatable Botulinum Neurotoxin for Inducible Control of Neurotransmission

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A型肉毒神经毒素基因的PCR检测

目的:建立快速筛查A型肉毒毒素的PCR方法。方法:根据GenBank中报道的肉毒毒素基因序列,综合应用多种生物软件分析设计特异的检测引物,从提取的基因组DNA、热裂解产物和菌液等不同形式的模板中扩增大小为457bp的A型肉毒毒素特异基因片段,以肉毒梭菌其他血清型及破伤风梭菌为对照。结果:检测方法无交叉反应,灵敏度可达10pgDNA,3×103个菌。结论:建立的检测方法特异性强、灵敏度高,可以用于A型肉毒毒素基因的快速筛查。     

A型肉毒毒素保护性抗原的基因修饰及高效表达

在A型肉毒毒素保护性抗原基因初步表达的基础上,为提高表达水平,依据EMBL的DNA数据库中A型肉毒毒素基因全序列,重新设计上游引物,通过修饰基因片段N端,保持氨基酸序列不变,从已获得的A型肉毒毒素与靶细胞起结合作用的重链C端基因中,扩增小的突变基因,克隆入pGEM-T载体进行测序,并以pBV220为表达载体构建重组表达质粒,在大肠杆菌中实现高效表达。结果表明,重组表达产物占全菌蛋白的40%,酶联检测重组表达产物具有特异结合活性。A型肉毒毒素保护性抗原基因的高效表达,为下一步基因工程抗毒素和疫苗的研制奠定了基础。     

IEF纯化重组A型肉毒毒素保护性抗原

在大肠杆菌中高效表达的重组A型肉毒毒素保护性抗原（rBoNTaH468),是以包涵体形式存在,将表达菌株发酵后,裂解菌体,制备包涵体,溶解后的包涵体溶液经样品处理,通过等地电聚焦制备型电泳纯化,纯化的重组A型肉毒毒素保护性抗原（rBoNTaH468)纯度高于90%,产量及回收率高,纯化的重组表达产物酶联检测具有结合活性,这为下一步A型肉毒毒素抗毒素的研制打下基础。     

肉毒毒素及其检测方法研究进展

肉毒毒素是自然界中毒性极强的一类神经麻痹毒素,可引起人类和动物肉毒中毒。因其制备简单、毒性强,已被列为最具威胁的生物恐怖剂之一,同时也是重要的毒素战剂。其感染剂量极低,每个人都易感。肉毒中毒后,病情严重者一般2-3 d内即可能死亡。如采取正确及时的治疗,可使肉毒中毒死亡率降低,而快速检测方法的建立无疑是成功治疗的前提。本文就肉毒毒素及其检测方法做一综述。