间斑寇蛛毒素的蛋白质化学与蛋白质组学研究新进展

间斑寇蛛Latrodectus tredecimguttatus俗称"黑寡妇"蜘蛛。其毒素不仅存在于毒腺中,而且存在于其身体的其他部分、卵粒甚至新生幼蛛体内。研究间斑寇蛛毒腺和毒腺外材料中的毒素成分,探明它们之间的异同、进化关系和生物学作用,具有重要的理论和实际意义。现代蛋白质化学和蛋白质组学技术的发展为间斑寇蛛蛋白质和多肽毒素的研究提供了有效手段,从而可以同时从单一纯化蛋白质和组学的层面探究毒素作用的分子基础和作用机制。到目前为止,间斑寇蛛毒素的蛋白质化学与蛋白质组学研究已取得一定的进展,但相关研究尤其是毒腺外材料来源的毒素研究还有待进一步深入。     

大疣蛛毒素-Ⅵ的分离纯化及部分生物学活性鉴定

从雷氏大疣蛛(Macrothele raveni)粗毒中,结合阳离子交换和反相高效液相色谱分离到一种多肽神经毒素,命名为大疣蛛毒素-VI(Raventoxin-VI).经MALDI-TOF质谱分析,它的分子量为(5 371.6±0.5) Da.利用Edman降解气相蛋白质测序仪测得其氨基酸序列是NH2-NIIKGRVVKLCGGCAQKCCDREPRCDPCRTCVENVGT-GGGYLSSNKKCNGS-COOH,其中8个Cys形成4对二硫键.Raventoxin-Ⅵ能阻断小鼠膈神经膈肌标本神经肌肉接头传递,脑室注射能使小鼠瘫软.从一级结构上没有发现与该毒素有较高相似性的其他蜘蛛毒素.     

假蜜环菌黄曲霉毒素氧化酶的基因克隆、表达、纯化及酶学性质分析

【目的】黄曲霉毒素氧化酶(aflatoxin-oxidase,AFO)来源于假蜜环菌(Armillariella tabescens)的细胞内提取物,具有转化黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)的特性。为更进一步了解该酶的性质,我们克隆了AFO的基因,并进行了重组AFO蛋白的表达、纯化和酶学性质分析。【方法】本研究利用基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)获得的AFO短肽序列设计简并引物进行逆转录,再通过cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术获得了AFO基因的全长cDNA序列。构建重组表达载体pPIC9-afo,在毕赤酵母中进行重组AFO(rAFO)的融合分泌表达,用Ni离子螯合层析进行rAFO的纯化,获得有活性的rAFO后,对其进行肽质量指纹(peptide mass fingerprinting,PMF)鉴定和酶学性质分析。【结果】黄曲霉毒素氧化酶(AFO)基因的开放阅读框为2088 bp,编码695个氨基酸;肽质量指纹鉴定结果显示重组AFO的肽片段序列覆盖率为63.2%。活性测定表明纯化后的重组AFO(rAFO)比活力为234 U/mg;对rAFO进行酶学性质分析表明,对于底物黄曲霉毒素B1,rAFO的Km值为3.93±0.20×10-6 mol/L;反应最适温度为30℃,最适pH为6.0;30℃放置90 min后酶活力下降50%;rAFO在pH5.5-7.0之间酶活力较稳定,相对活力维持在51%-65%之间。【结论】本文第一次成功克隆并重组表达了一种具有黄曲霉毒素B1转化功能的酶——黄曲霉毒素氧化酶(aflatoxin-oxidase,AFO),纯化后的重组AFO(rAFO)具有较好的黄曲霉毒素B1转化活性,为进一步研究和应用奠定了基础。     

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-III及其天然突变体的纯化与鉴定(英文)

虎纹捕鸟蛛毒素 III及其天然突变体是从虎纹捕鸟蛛粗毒中分离得到的两个毒素多肽。虎纹捕鸟蛛毒素 III含 33个氨基酸残基 ,其中包含 6个半胱氨酸残基 ;而其天然突变体只比虎纹捕鸟蛛毒素 III少了C端的色氨酸残基。MALDI TOF质谱测得虎纹捕鸟蛛毒素 III及其天然突变体的分子量分别为 385 3.35和 36 6 7.4 0。通过比较其理论分子量和质谱测定的分子量表明两个多肽的 6个半胱氨酸残基分别形成了三对二硫键。虎纹捕鸟蛛毒素 III与从同一种蜘蛛分离得到的凝集素 I具有 70 .5 %的序列相似性。生物学活性实验表明 ,虎纹捕鸟蛛毒素 III具有使美洲蜚蠊可逆的致瘫作用 ,其半有效剂量 (ED50 )为 (1 92 .95±1 2 0 .84 ) μg/g (P =0 .95 ) ,而且能加强由电刺激引起的大鼠输精管收缩 ;而其天然突变体却不具有上述生物学活性 ,表明C端色氨酸残基为虎纹捕鸟蛛毒素 III生物学活性相关残基 ;同时虎纹捕鸟蛛毒素 III及其天然突变体都不具有类似于凝集素 I对红细胞的凝集活性 ,表明虎纹捕鸟蛛毒素 III和凝集素 I两者氨基酸序列中不同氨基酸残基对于决定两者的生物学活性有着重要的作用     

新型抗虫活性肽雷氏大疣蛛毒素4596的纯化与鉴定

雷氏大疣蛛是我国新近鉴定的蜘蛛新种,虽然动物学家们已经对其进行过分类地位与生态学特性研究,然而有关抗昆虫活性成分研究的报道较少.通过比较解剖蜘蛛毒囊、乳胶软管诱导与电脉冲刺激3种蜘蛛毒液采集技术,发现雷氏大疣蛛毒液的最佳采集方法是电脉冲刺激采毒法.该蜘蛛粗毒对蜚蠊50%致死剂量LD50值是1.486 mg/g.结合阳离子交换层析和反相高效液相色谱技术从该蜘蛛粗毒中分离纯化到一种新型多肽毒素,根据质谱分析确定其相对分子质量为4 596.38,该毒素被命名为雷氏大疣蜘蛛毒素-4596(raventoxin-4596,RVTX-4596).通过初步毒性实验证实RVTX-4596是一种新型抗昆虫毒素.     

敬钊缨毛蛛毒素-Ⅷ的分离纯化与鉴定

从敬钊缨毛蛛（Chilobrachys jingzhao）粗毒中,通过阳离子交换色谱和反相高效液相色谱分离得到一种新的多肽神经毒素,命名为敬钊缨毛蛛毒素-Ⅷ（jingzhaotoxin-Ⅷ,JZTX-Ⅷ）.经MALDI-TOF分析表明该多肽分子质量为4 329.37 Da,结合氨基酸序列分析和RACE的cDNA快速扩增法得到了敬钊缨毛蛛毒素-Ⅷ的氨基酸序列和全长cDNA,序列为LFECSFSCDIKKNGKPCKGSGEKKCSGGWRCKMNFCVKV-COOH,其中6个半胱氨酸形成3对二硫键.敬钊缨毛蛛毒素-Ⅷ能阻断小鼠膈神经-膈肌标本的神经肌肉接头传递,经初步膜片钳实验分析,表明该多肽是一种钙离子通道抑制剂.     

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XI (HWTX-XI) 突变体的真核表达及活性鉴定

虎纹捕鸟蛛毒素-XI (HWTX-XI) 是从虎纹捕鸟蛛粗毒中分离的含55个氨基酸残基的蛋白质,兼有胰蛋白酶抑制活性和电压门控钾离子通道抑制活性。通过突变HWTX-XI上的钾离子通道抑制活性关键氨基酸残基设计了2个突变体 (分别突变以下氨基酸残基：R5I,R10T,R25A和R5I,R25A),利用pVT102U/α表达载体在酿酒酵母S78中成功表达并获得了高纯度的重组蛋白质;通过分光光度计比色法、膜片钳技术和小鼠脑室注射分别比较三者的胰蛋白酶和钾通道抑制活性以及动物毒性,结果显示：HWTX-XI突变体与     

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     

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-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。     

敬钊毒素-Ⅴ的合成、复性及其钾通道活性鉴定

敬钊毒素-Ⅴ(jingzhaotoxin-Ⅴ,JZTX-Ⅴ)是从敬钊缨毛蛛粗毒中纯化得到的一种新型河豚毒素不敏感型钠通道抑制剂.为了深入研究该毒素的功能,应用芴甲氧羰基(Fmoc)固相方法化学合成了JZTX-Ⅴ,合成多肽经谷胱甘肽法氧化复性后,利用反相高效液相色谱(RP-HPLC)进行分离纯化.复性产物的相对分子质量经质谱测定为3 605.51,而与天然毒素混合进行HPLC共洗脱实验时也只得到单一峰.全细胞膜片钳实验显示,JZTX-Ⅴ能够抑制大鼠背根神经节细胞上的A型钾电流,却对外向延迟整流钾电流没有影响,对处于静息关闭状态的A-型钾通道也表现出较高的亲和性.JZTX-Ⅴ对A型钾通道的这种抑制作用具有浓度依从性, 其半数有效抑制浓度(IC50)为52.3 nmol/L. JZTX-Ⅴ通过引起A型钾通道的活化曲线往去极化方向漂移,和失活曲线往超极化方向漂移来改变通道的门控特征.目前的研究结果为深入开展JZTX-Ⅴ的功能研究及分子改造奠定了基础.     

敬钊毒素-XI与突变体R3A-JZTX-XI的合成、复性及其药理活性鉴定

表达于b-胰岛细胞上的Kv2.1钾通道电流负责动作电位的复极化,从而调节胰岛素的分泌,是治疗2型糖尿病的有效作用靶点。敬钊毒素-XI(JZTX-XI) 是从敬钊缨毛蛛Chilobrachys jingzhao粗毒中分离纯化到的一种新型的肽类神经毒素,能够抑制非洲爪蟾卵母细胞上表达的Kv2.1钾通道电流。为了研究JZTX-XI的结构与功能关系,用芴甲氧羰基 (Fomc) 固相多肽合成方法合成了野生型JZTX-XI和突变体R3A-JZTX-XI,结合反相HPLC和质谱对不同条件下的氧化复性结果进行检测,从而得     

抗A型产气荚膜梭菌α毒素单链抗体基因的克隆、表达及其生物学活性(英文)

应用RT PCR技术 ,从分泌具有中和活性的抗A型产气荚膜梭菌α毒素单克隆抗体 (McAb)的杂交瘤细胞株 1A8中 ,分别扩增出抗体VH 和VL 基因 ,用linker (Gly4Ser) 3 基因 ,将VH 和VL 基因连接成单链抗体 (ScFv)基因 ,并将其克隆至pGEM T载体中 .经核苷酸序列分析证实 ,VH 和VL 基因及linker基因拼接正确 ,ScFv 1A8基因全长为 72 6bp ,编码2 4 2个氨基酸 ,VH 和VL 基因符合功能性重排的鼠抗体可变区基因特征 ,分别属于鼠免疫球蛋白重链Ⅱ (A)和轻链κⅣ家簇 .将ScFv 1A8基因克隆至表达载体pHOG2 1中 ,构建了重组质粒pHOG 1A8,然后转化至受体菌XL1 BLUE中 ,得到重组菌株XL1 BLUE (pHOG 1A8) .ELISA检测和SDS PAGE分析表明 :经IPTG诱导后所表达的目的蛋白存在于重组菌株XL1 BLUE (pHOG 1A8)的胞周质中 .经薄层扫描分析 :重组菌株XL1 BLUE(pHOG 1A8)的蛋白表达产物占菌体可溶性蛋白的 1 2 % ,其相对分子量约为 31kD .ScFv的生物学活性研究表明 ,ScFv蛋白不但具有中和磷脂酶C的活性 ,而且还能够对致死性腹腔攻击的小鼠产生良好的被动保护作用     

▽5-人粒系集落刺激因子(▽5-hG-CSF)的cDNA克隆、序列测定与表达

从LPS刺激的正常中国人外周血单核细胞中提取mRNA,经反转录(RT)-PCR扩增出不含信号肽和成熟型N端5氨基酸(V5-hG-CSF)的cDNA片段,酶切后组入大肠杆菌表达载体pJLA602中。序列测定表明,克隆片段与国外报道的高活性hG-CSF cDNA序列一致。重组子经诱导表达、小鼠骨髓细胞体外CFU-G测试表明,表达产物具明显的粒细胞集落刺激活性。