两个东亚钳蝎神经毒素cDNA的克隆和序列分析

构建了东亚钳蝎毒腺组织ｃＤＮＡ库，用ＰＣＲ筛选到两个新的神经毒素全长ｃＤＮＡ，其开放阅读框（ＯＲＦ）包括：信号肽、成熟毒素和／或额外氨基酸序列，它们编码的成熟毒分别命名为ＢｍａＴＸ９和ＢｍＩＴ（ｃｐ）２。序列分析表明，ＢｍａＴＸ９为抗哺乳动物神经毒素；ＢｍＩＴ（ｃｐ）２为痉挛型昆虫毒素。章还对东亚钳蝎神经毒素的命名，分类以及进化等问题进行了初步的探讨。     

一个东亚钳蝎K+通道阻断剂cDNA的克隆和序列分析

蝎毒液中的Ｋ＾＋通道阻断对于研究细胞特定Ｋ＾＋通道的药理学特性和生理学作用具有生要的价值。根据已报道的一种Ｃａ＾２＋激活Ｋ＾＋通道阻断剂ＢｍＰ０１的氨基酸序列设计１对“背对背”筒并引物,运用反向ＰＣＲ策略从中国东亚钳蝎毒腺组织中首次克隆到其全长ｃＤＮＡ,     

一个东亚钳蝎K+通道阻断剂cDNA的克隆和序列分析

蝎毒液中的K⁺通道阻断剂对于研究细胞特定K⁺通道的药理学特性和生理学作用具有重要的价值 .根据已报道的一种Ca^{2 +}激活K⁺通道阻断剂BmP0 1的氨基酸序列设计1对“背对背”简并引物 ,运用反向PCR策略从中国东亚钳蝎毒腺组织中首次克隆到其全长cDNA ,它由 5′UTR ,ORF和 3′UTR 3个部分组成 .翻译起始密码子ATG旁侧序列AAAATGA在蝎Na⁺通道毒素和原生生物基因中高度保守 ,表明这类基因可能存在共同的翻译起始机制 ;3′UTR含有poly(A)信号 .ORF编码57个氨基酸残基 ,N端28个残基为信号肽序列 ,富含疏水性氨基酸 ,其长度显著不同于已报道的蝎Na⁺通道毒素信号肽 ,C端29个残基为成熟毒素 ,其氨基酸序列与天然BmP0 1完全一致 .     

蝎α-毒素的分子进化:加速突变与功能趋异

蝎α-毒素为一类空间结构高度相似而药理学功能趋异的蛋白质家族.cDNA序列分析表明蝎α-毒素5′非翻译区和信号肽编码区序列的保守性显著高于成熟毒素编码区,3′非翻译区在药理学组内高度保守.而且,成熟毒素编码区密码子第1,2和3位核苷酸突变率相似.非翻译区内每个位点的核苷酸替代数(K)小于成熟毒素编码区内每个同义位点的核苷酸替代数(Ks),而且成熟毒素编码区内每个非同义位点的核苷酸替代数(Ka)接近或大于Ks值.上述数据表明,蝎α-毒素成熟肽编码区内的突变为加速进化方式.这一结论得到进化树结果的支持.此外,研究还表明稳定3D结构的15个保守性残基靠近分子内部,这可能作为蝎α-毒素结构性限制因素在进化过程中维持CSαβ结构的恒定;4个热点突变区分布于分子表面的潜在功能区,表明正性Darwin选择驱动了蝎α-毒素的加速进化.研究结果合理地解释了蝎α-毒素保守性3D结构与趋异的药理学功能之间的关系.     

蛇三指环毒素家族的研究进展

蛇毒是其毒腺分泌的,主要由有生物活性的蛋白和多肽等混合物组成.这些蛋白和多肽大部分可归为两大类:酶类和非酶类.三指环毒素家族是其中最大的非酶类毒液蛋白类群,虽然该家族的蛋白质都是由β-折叠片组成的三指环结构,但是却呈现出了多样的功能活性.神经毒素是该家族中很重要的组分.三指环毒素家族中不同的功能群体结构的差异,导致了其生物功能的多样性以及每个功能类群的特殊性.蛇的三指环毒素家族很可能起源于无毒的三指环祖先蛋白.研究表明,正选择在该毒素家族的进化和多样性形成中起重要作用.     

两个东亚钳蝎毒素非编码转录本: 蝎毒腺细胞存在NMD途径的证据

从中国东亚钳蝎（Buthus martensii Karsch,BmK)毒腺组织cDNA文库中分离到两个毒素基因的非编码转录本，命名为BaαTX15-SP和BmTXKβ-SP。核苷酸序列分析表明它们的5’端序列分别与BmαTX15和BmTXKβ毒素cDNA的5’UTR和上游ORF序列一致，下游则缺乏任何同源性。两个非编码转录本含有多个短的ORF（≤34aa),3‘端含有一个AATAAA加尾信号，距poly(A)尾14－18nt。基因组织结构分析表明，两个非编码转录本并非错误剪接的产物。研究结果为蝎毒腺细胞可能存在类似于哺乳动物和酵母的无义介导的mRNA降解途径提供了证据。     

蝎α—毒素的分子进化：加速突变与功能趋异

蝎α－毒素为一类空间结构高度相似而药理学功能趋异的蛋白质家族。cDNA序列分析表明蝎α－毒素5′非翻译区和信号肽编码区序列的保守性显著高于成熟毒素编码区，3′非翻译区在药理学组内高度保守。而且，成熟毒素编码区密码子第1，2和3位核苷酸突变率相似。非翻译区内每个位点的核苷酸替代数（K）小于成熟毒素编码区内每个同义位点的核苷酸替代数（Ks)，而且成熟毒素编码区内每个非同义位的核苷酸替代数（Ka)接近或大于Ks值。上述数据表明，蝎α－毒素成熟肽编码区内的突变为加速进化方式。这一结论进化树结果的支持。此外，研究还表明稳定3D结构的15个保守性残基靠近分子内部，这可能作为蝎α－毒素结构性限制因素在进化过程中维持CSαβ结构的恒定；4个热点突变区分布于分子表面的潜在功能区，表明正性Darwin选择驱动了蝎α－毒素的加速进化。研究结果合理地解释了蝎α－毒素保守性3D结构与趋异的药理学功能之间的关系。