江浙蝮蛇毒碱性磷脂酶A2单斜晶体的培养和晶体学研究

江浙蝮蛇毒碱性磷脂酶Ａ_２单斜晶体的培养和晶体学研究牛秀田,孟五一,桂璐璐,王小强,林政炯（中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室,北京１００１０１）顾培忠,周元聪（中国科学院上海生物化学研究所,２０００３１）关键词江浙蝮蛇毒碱性磷脂酶Ａ_２...     

江浙蝮蛇毒碱性磷脂酶A2的溶血位点

用聚合酶链式反应 (PCR)对江浙蝮蛇毒碱性磷脂酶A2 基因进行点突变 ,使对应 34位氨基酸残基由Arg分别突变为Glu和Gln ,将其基因克隆至温敏表达载体pBLMVL2 ,并在大肠杆菌RR1中成功诱导表达 ,表达产物以包涵体的形式存在。对包涵体进行变复性后 ,用凝胶过滤的方法纯化。对纯化后的产物进行酶活力测定及溶血活性测定。实验结果表明 ,突变后的表达产物维持原有磷脂酶A2 活性 ,且溶血活性显著降低 ,表明磷脂酶A2 的34位碱性氨基酸残基在溶血过程具有重要作用     

蝮蛇毒碱性磷脂酶A_2基因的克隆

从蝮蛇毒腺中抽提总ＲＮＡ．利用人工合成寡核苷酸引物作逆转录,以ｃＤＮＡ为模板进行体外扩增,获得磷脂酶Ａ２（简称ＰＬＡ２）基因,克隆至ｐＢＳ－ｋｓ载体中。通过对３个碱性ＰＬＡ２（简称ＢＰＬＡ２）基因单独克隆分别作ＤＮＡ全序列分析,推导ｐｒｏ－ＢＰＬＡ２由１３８个氨基酸残基构成,与已测定的部分氨基酸序列比较,基本相符。该基因成功的克隆,不仅推导出ＢＰＬＡ２的蛋白质全序列,也为进一步开展蛇毒功能肽蛋白质工程的研究工作打下了良好的基础。     

尖吻蝮蛇毒磷脂酶A2基因的克隆与序列分析

从尖吻蝮蛇毒腺中抽提总ＲＮＡ,经ＲＴＰＣＲ扩增磷脂酶Ａ２的基因,以江浙蝮蛇的酸性磷脂酶Ａ２基因为探针杂交筛选克隆,分离得到４种磷脂酶Ａ２基因。经双向测序测定了这些磷脂酶Ａ２同功酶基因的全序列,并由此推导出编码的氨基酸序列。运用计算机软件推算了它们的等电点,按照等电点和结构特征将它们分别命名为尖吻蝮蛇毒酸性磷脂酶Ａ２Ｉ（Ａ．ａＡＰＬＡ２Ｉ）、尖吻蝮蛇毒酸性磷脂酶Ａ２ＩＩ（Ａ．ａＡＰＬＡ２ＩＩ）、尖吻蝮蛇毒碱性磷脂酶Ａ２（Ａ．ａＢＰＬＡ２）和尖吻蝮蛇毒Ｌｙｓ４９磷脂酶Ａ２（Ａ．ａＬｙｓ４９ＰＬＡ２）。其中Ａ．ａＡＰＬＡ２Ｉ的１～１０位氨基酸残基序列同以前分离得到的尖吻蝮蛇酸性磷脂酶Ａ２已测定的１～１０位氨基酸残基序列完全一致。Ａ．ａＬｙｓ４９ＰＬＡ２基因则由于其推导出的４９位氨基酸残基由Ｌｙｓ代替了Ａｓｐ而区别于以前克隆到的磷脂酶Ａ２基因。最后运用计算机软件比较了它们的同源性。这一组磷脂酶Ａ２基因的克隆,将为进一步研究磷脂酶Ａ２的结构与功能的关系提供更多的信息。     

江浙蝮蛇毒酸性与碱性磷脂酶A2溶液构象变化的差示扫…

运用差示扫描量热法,在不同ＰＨ值的缓冲溶液内和各种浓度的碱土族氯化溶液内,研究了来自江浙蝮蛇毒的酸性与碱性磷脂酶Ａ２的热变性过程。得到表征这两种酶深液构象变化的热力学参数。依据这些参数研究了两者的溶液构象及其变化。在ＰＨ４．５以下,分子净荷正电的这两种酶在溶液中不形成可热致伸展的有序构象;ＰＨ高于４．５时,Ａｓｐ和Ｇｌｕ的侧链羧基以负离子形式存在有利于有序构象的稳定。Ｈｉｓ是决定ＰＬＡ２活力和热稳     

日本蝮蛇蛇毒碱性磷脂酶A2同源物的分离及鉴定

We purified and characterizated a phospholipase A2 homologue from Agkistrodon blomhoffii ussurensis snake venom. We used Hitrap SP cation exchange and Superdex 75 columns chromatography to obtain a basic protein, used SDS-PAGE to analyse molecular mass, and IEF (Isoelectric focusing electrophoresis) IEF to identify isoelectric point. The molecular mass was 16 kDa, and the isoelectric point was 8.56. We detected its phospholipase A2 activity on egg yolk phospholipids, hemolytic activity on washed erythrocytes, and anticoagulant effect on pig platelet-rich plasma, as well as the N-terminal sequence with protein sequencer. The results showed that it had no phospholipase A2 activity and hemolytic activity, but had obvious anticoagulant effect on in witro. The N terminal sequence (21 amino acid residues) compared with other phospholipases A2 demonstrated that the protein was homogenous with BPLA2s from Agkistrodon halys Palls.     

江浙蝮蛇毒碱性磷脂酶A2正交晶体分子置换法结构测定

江浙蝮蛇(Agkistrodon halys pallas)毒碱性磷脂酶A2具有很强的溶血作用.P2₁2₁2₁晶型的晶体学不对称单位中含有2个分子.用自身旋转函数研究了此2分子的相对空间关系,用交叉旋转函数和平移函数测定了2分子在晶胞中的取向与位置.在此基础上进行了初步的三维结构模型构建与结构修正.碱性磷脂酶A2正交晶体不对称单位中2个分子的排布呈现非晶体学二重对称关系.     

江浙蝮蛇毒酸性磷脂酶A2基因的表达

将江浙蝮蛇毒酸性磷脂酶Ａ２基因克隆至表达载体ｐＢＬＭＶＬ２,转化入大肠杆菌ＲＲ１,经过温敏诱导,ＳＤＳ－Ｐ;ＡＱＧＥ检测,在约１４ｋＤ处有一表达条带。表达产物酸性磷脂酶Ａ２约占细菌蛋白总量的３０％,并以包涵体的形式存在。纯化包涵体后,将产物变性,复性,然后用ＦＰＬＣ Ｓｕｐｅｒｏｓｅ＾ＴＭ１２纯化,产物经过ＳＤＳ－ＰＡＧＥ检测只有单一条带。     

江浙蝮蛇磷脂酶A2基因的多样性研究

我们利用简并引物从江浙蝮蛇腺总ＲＮＡ经ＲＰ－ＰＣＲ扩增磷脂酶Ａ２（简称ＰＬＡ２）基因,并以碱性ＰＬＡ２（Ｂ－ＰＬＡ２）基因为探针,分离出了酸性ＰＬＡ２（Ａ－ＰＬＡ２）和两个未见报道的特征结构类同的基因,分别命名为Ａｓｎ＾４８－ＰＡＬ２和ＢＡ－ＰＡＬ２。双向测序测定了这组ＰＬＡ２同工酶（除信号肽外）基因的全序列,并由此推导编码的氨基酸序列。其中Ａ－ＰＬＡ２基因编码的氨基酸序列与较早报道的由蛇毒中分离     

蝮蛇毒酸性磷脂酶A2高含钙量的晶体结构研究

钙离子是磷脂酶Ａ２（ＰＬＡ２）经必需的辅因子,以蝮蛇生磷脂酶Ａ２为材料,在晶体生长过程中加入ＣａＣｌ２培养了高含钙量的ＰＬＡ２晶体,Ｘ射互衍鉴定该晶体与天然酶同晶。民集了１．６埃分辩率的同步辐射衍射数据,经晶这修正所得高含钙酶的结构与天然酶结构要近,但钙结合部位与Ｃ端肽段有细微判别与钙配位的七个氧原子所形成的五角双锥构型比天然酶的完美。钙离了对磷脂酶Ａ２整个分子构象的影响较小,下离子的作用主要是通     

尖吻蝮蛇毒碱性磷脂酶A2的表达及其生化特征

将尖吻蝮蛇毒碱性磷脂酶A2 (A .aBPLA2 )基因克隆至温敏表达载体 pBLMVL2 ,在大肠杆菌RR1中成功诱导表达 .表达产物A .aBPLA2 约占细菌蛋白质总量的 2 0 % ,并以包涵体的形式存在 .纯化包涵体后 ,将产物变性、复性 ,然后用FPLCSuperoseTM12纯化 ,产物经过SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳检测只有单一条带 .对纯化后的表达A .aBPLA2 进行了酶活性、抑制血小板聚集活性和溶血活性的测定 .结果显示 ,表达A .aBPLA2的酶活性与变性后复性江浙蝮蛇酸性磷脂酶A2 酶活性相近 ,具有类似变性后复性江浙蝮蛇碱性磷脂酶A2 的溶血活性 ,没有抑制血小板聚集活性 .最后对磷脂酶A2 的结构与这些活性的关系进行了讨论     

江浙蝮蛇毒中性磷脂酶A_2的荧光光谱学研究

用荧光光谱方法研究了江浙蝮蛇毒中性磷脂酶A_2(NPLA_2).研究结果表明NPLA_2分子中确实含有一个色氨酸残基.且位于NPLA_2分子表面;我们还发现荧光探针bis-ANS在NPLA_2分子上有一结合区,其解离平衡常数为11.6μmol/L ;利用结合了的bis-ANS与NPLA_2分子中色氨酸残基之间的能量传递计算出两者之间的距离为17.7(?).     

江浙蝮蛇毒溶血毒素晶体培养及初步晶体学研究

从江浙蝮蛇中分离纯化的碱性磷脂酶Ａ２在ｐＨ９．５,０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ ＣＨＥＳ缓冲液中,用汽相悬滴扩散的方法,获得了适用于高分辨率Ｘ射线结构分析的单晶。经Ｘ２００Ｂ面探测器分析,表明该晶体属于正交晶系,Ｐ２Ｉ２Ｉ２Ｉ空间群,晶胞参数为ａ＝９７．１３Ａ,ｂ＝１０３．６９Ａ,ｃ＝２３．２７Ａ。并收集了一套衍射数据,独立衍射点数１２００１个,数据完整度为８６．２％,Ｒｍｅｒｇｅ为０．０４５９。最高分辨     

尖吻蝮蛇毒酸性磷脂酶A2泊表达及其生化特征

将尖吻蝮蛇毒酸性磷脂酶Ａ２Ｉ（Ａ．ａＡＰＬＡ２Ｉ）的基因克隆至表达载体ｐＢＬＭＶＬ２,在大肠杆菌ＲＲ１中成功表达,表达产物Ａ．ａＡＰＬＡ２Ｉ约占细菌蛋白质总量的３０％,以包含体的形式存在。纯化包含体后,将产物变性,复性,然后用ＦＰＬＣ Ｓｕｐｅｒｏｓｅ ＾ＴＭ１２纯化,产物经过ＳＤＳ－ＰＡＧＥ检测只有单一条带。     

江浙蝮蛇蛇毒中性磷脂酶A2的结构模拟研究

从我国江浙蝮蛇蛇毒纯化出的中性磷脂酶Ａ２（ＡＴＸ）不仅具有酶催化活性,还具有突触前神经毒性。用图象模拟和能量极小化及分子动力学方法,根据美国西部菱斑响尾蛇（Ｃ．ａｔｒｏｘ）蛇毒ＰＬＡ２的晶体结构构建了ＡＴＸ二体和单体模型,它们的基本折叠与Ｃ．ａｔｒｏｘＰＬＡ２是很相似的。能量计算表明,二体的总势能比单体相应能量的两倍低２６３．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ;ＡＴＸ二体模型中两亚基间的作用与Ｃ．ａｔｒｏｘＰＬＡ     

两个金环蛇蛇毒磷脂酶A2基因的克隆与序列报道

从广西产金环蛇（Bungarus fasciatus)毒腺中抽提总RNA,经mRNA纯化后构建了金环蛇毒腺cDNA文库,根据已发表的眼镜蛇科蛇毒磷脂酶A2基因序列中的保守区设计探针筛选克隆,得到2个磷脂酶A2基因,测定两者序列,其cDNA的阅读框均为435bp,编码145个氨基酸的磷脂酶A2前体,其中包括27个氨基酸组成的信号肽,118个氨基酸组成的成熟蛋白质,两者均属于第一类磷脂酶A2,其等电点经计算机软件推算分别为7．96和7．95。根据序列比较分析,这2个磷脂酶A2基因所编码的蛋白质序列结构均区别于已报道的金环蛇蛇毒磷脂酶A2,是2个新的金环蛇蛇毒磷酯酶A2,分别命名为金环蛇蛇毒磷脂酶A2Ⅰ（Bf-PLA2I)和金环蛇磷脂酶A2Ⅱ（Bf-PLA2Ⅱ)。     

长白山白眉蝮蛇蛇毒磷脂酶A2的分离和初步表征

东北长白山白眉蝮蛇（ＡｇｋｉｓｔｒｏｄｏｎｂｌｏｍｈｏｆｆｉＵｓｕｒｅｎｓｉｓ）蛇毒经ＤＥＡＥＳｅｐｈａｄｅｘＡ５０离子交换层析柱,连续３步ＳｅｐｈａｄｅｘＧ７５凝胶过滤柱得到了磷脂酶Ａ２（ＰＬＡ２）的纯品。ＳＤＳ聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＳＤＳＰＡＧＥ）以及基质辅助激光解析电离飞行时质谱（ＭＡＬＤＩ／ＴＯＦ／ＭＳ）表征为单一蛋白,其准确分子量为（１４．００８±０．００７）ｋＤ。最适ｐＨ范围８．０～９．０,最适的反应温度为４５℃。在溶液中有多聚体的存在。     

尖吻蝮蛇酸性磷脂酶A2的纯化和初步晶体学

为进一步揭示影响血小板聚集活性的结构基础,纯化了江西尖吻蝮蛇（Ａｇｋｉｓｔｒａｄｕｎ ａｃｕｔｕｓ）酸性磷脂酶Ａ２。江西省吻蝮蛇蛇毒经ＣＭ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ离子交换柱层析,两步ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ离子交换柱层析以及Ｍｏｎｏ）ＧＦＰＬ离子交换柱层析,得到了ＳＤＳ聚丙烯酰胺凝胶电泳和等和集电泳均一的磷脂酶Ａ２（ＰＬＡ２）,其分子量为１６．５ＫＤ,等电点为４．３,经测定,该酶具有抑制ＡＤＰ诱地     

江浙蝮蛇毒碱性磷脂酶A2正交晶型Ⅰ--0.25nm分辨率晶体结构

江浙蝮蛇毒碱性磷脂酶A2具有强烈的溶血及抗凝血活性.运用刚体修正技术获得了正交晶型Ⅰ中分子的精确旋转与平移参数.采用非晶体学二重对称性制约的最小二乘修正方法在0.6～0.25 nm分辨率范围内进行了结构精化.最终的晶体学R因子为20.1%, 键长、键角与标准值的均方根偏差分别为0.0013 nm和1.55°.与正交晶型Ⅱ结构比较表明,二者除了β-折叠部位与Ca2+结合部位构象存在小的差别外,磷脂酶A2分子主体构象极其相似.2种晶型由不对称单位中2个分子形成的二体也是类似的.但是,二体中1个单体分子的相对取向有5.5°的差别,提示二体结合面有一定柔性.晶型Ⅰ二体较晶型Ⅱ二体在晶胞中的堆积更紧密.