抗昆虫蝎毒素多肽的重组表达研究

蝎毒素是蝎子自我防御和捕食的有力工具,属于活性短肽。抗昆虫蝎毒素多肽作用于昆虫细胞膜离子通道,调控通道动力学特性,是潜在的生物杀虫剂,具很高的研究价值。序列比对分析发现,抗昆虫蝎毒素多肽有高保守性,序列同源性达67%,其中有4个保守的半胱氨酸残基,这可能与其抗昆虫作用的结构有关。但天然蝎毒素蛋白获取较困难,致使抗昆虫毒素多肽的结构与功能研究受限,因此,利用基因重组技术获得高纯度高活性重组蝎毒素是有效途径之一。本文综述了抗昆虫蝎毒素多肽外源重组表达的研究现状,旨在更深入全面理解其结构及抗昆虫机理等,以助推后续相关研究。     

抗痛蝎毒素多肽的重组表达研究

蝎毒素多肽作用于众多细胞膜离子通道,调控通道动力学特性。显具抗痛活性的蝎毒素多肽呈现较高的学术研究价值和医药应用前景。序列比对分析发现,抗痛蝎毒素多肽具较高保守型,序列同源性达45%,均具8个半胱氨酸残基,且其位置相对保守,这可能与抗痛功能有关。天然蝎毒素蛋白的获得、结构与功能研究受限,而高纯度、高活性重组毒素多肽是一条有效解决途径。本文综述抗痛蝎毒素多肽的重组表达,藉此推进其结构与功能相关性的理解。     

蝎毒素成分、应用价值及其研究进展

对蝎子的分类、蝎毒素的组成成分及其性质、蝎毒素应用价值、蝎毒素研究进展及蝎毒素研究方向四个方面进行了阐述，说明蝎毒素是一种进行分子生物学研究的良好材料。     

动物多肽与钠通道选择性互作的微基序空间等电点

电压门控钠通道(Voltage-gated sodium channels,Nav,钠通道)是产生和传播神经冲动的重要离子通道,是动物多肽类毒素靶通道之一.动物多肽结合不同的钠通道受体位点,改变Nav的构象和通道动力学特性.本文聚焦钠通道与动物多肽的功能性结合,以经典动物多肽AaH2、Protoxin-II与Nav1....     

少棘蜈蚣钾通道毒素多肽KTX-Ssm175的表达、纯化与鉴定

采用Illumina II代转录组测序技术构建了湖北少棘蜈蚣毒腺转录组数据库,从中筛选到一个全新的毒素多肽编码基因KTX-Ssm175.经序列比对显示KTX-Ssm175多肽与κ-SLPTX-Ssm1a高度同源,提示KTX-Ssm175多肽为一种新的电压门控性钾通道阻断剂.采用基因工程技术构建了p GEX-4T-1-KTX-Ssm175原核表达载体,通过GST融合蛋白表达法对KTX-Ssm175多肽在大肠杆菌Rosetta中进行诱导表达和分离纯化.MALDI-TOF-MS质谱测定显示纯化的KTX-Ssm175多肽分子量与理论值相吻合,说明成功实现了KTX-Ssm175多肽的基因工程制备,为深入研究其结构与功能提供了物质基础.     

少棘蜈蚣钠通道毒素NTX-Ssm97的表达、纯化和鉴定

以同源序列比对法从湖北少棘蜈蚣毒腺转录组数据库中筛选到了一个新的毒素多肽基因NTX-Ssm97,其序列与Nav1.7抑制性多肽μ-SLPTX-Ssm6a高度同源.采用基因工程技术,构建了pGEX-4T-1-NTX-Ssm97原核表达载体,并利用E.coli Rosetta对毒素成熟肽的原核诱导表达和分离纯化.MALDI-TOF-MS质谱鉴定结果显示:纯化的NTX-Ssm97分子量与理论值基本吻合,表明少棘蜈蚣转录组数据库有助于筛选靶向Nav1.7钠通道的抑制性毒素多肽基因.     

大豆多肽生产与应用研究进展

大豆多肽是大豆蛋白质经酶解后的降解产物,它是由不同氨基酸排列的低分子肽混合物组成,其营养功能及应用领域均优于大豆蛋白质,是大豆蛋白质的最佳营养方式。本文着重介绍大豆多肽的生产及各种特性。以及在食品工业中应用的现状。     

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。     

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.     

吲哚类微管蛋白秋水仙碱结合位点抑制剂的研究进展

癌症威胁着人类健康和生命,开发安全有效的抗肿瘤药物尤为重要.由α-微管蛋白(α-tubulin)与β-微管蛋白(β-tubulin)组装而成的微管是细胞内骨架的主要构成部分,在维持细胞形状、有丝分裂和运动中起着关键作用,是抗肿瘤药物研发的重要靶点之一.本文就吲哚类微管蛋白聚集抑制剂的研究进展进行分类、归纳并总结,期望为...     

蝎神经毒素与昆虫电压门控钠通道相互分子识别的结构因素研究--设计环保型生物杀虫剂的序章

以蝎神经毒素的应用为例,简要介绍运用现代生物学技术通过解析毒素与靶通道相互分子识别和作用的结构因素,设计高选择性和安全性的环保型生物杀虫剂的一些研究进展,并对其应用前景做些展望.     

在Gramicidin膜通道中碱金属离子与多肽基团之间的相互作用

以Grimicidin A做为生物膜金属离子通道模型,在给定的通道结构参数条件下,用量子化学ASED-MO法研究了K~+,Na~+离子在通道内沿中心轴移动时,能量剖面,金属离子与肽骨架上各原子的相互作用规律。发现(1)Na~+离子在通道中总能量的下降较K~+离子情况的低,但受到周围的排斥作用较前者大;(2)金属离子与通道上原子的排斥能在中间区域表现为小波动变化,与前人结论是一致的。着重分析骨架原子的净电荷分布及其受金属离子的影响,讨论了金属离子与骨架原子排斥能周期性变化的原因。     

日本囊对虾电压门控钠通道基因克隆与组织表达

利用基因克隆等分子生物学技术,获得日本囊对虾(Marsupenaeus ja ponicus)的电压门控钠通道(voltage-gate sodium channel,VGSC)蛋白的部分eDNA序列,获得的片段核苷酸长度为2 877 bp,可编码954个氨基酸残基,总分子质量约为108.2 ku.与同源蛋白比较结果显示,日本囊对虾的VGSC序列与其他一些物种具有较高相似性,特别是跨膜蛋白结构域具有极高的保守性.基于VGSC氨基酸序列比对绘制的系统树基本能够反映出各物种间的进化关系.以RT-PCR法检测日本囊对虾VGSC的组织表达,结果显示VGSC表达与各组织的功能有极其密切的关系.VGSC mRNA在脑神经节中表达量最高,其次为肝胰腺,说明了钠通道在神经信号传导以及调节内分泌中都起到了重要的作用.     

固有无序蛋白与结合配体作用位点的分析与预测

固有无序蛋白(简称IDPs)在生理条件下不具有稳定的二级或三级结构,但是在生物体内通过与结合配体相互作用来发挥重要的生物学功能,故研究固有无序蛋白与配体的相互作用,对理解这些蛋白的功能具有重要的生物学意义。本文基于IDPsBind数据库,获得固有无序蛋白与5类配体分子(DNA,RNA,金属离子,肽,小分子)结合的结合位点,然后对这些结合位点处残基出现在5类结合位点的倾向性进行分析,结果发现：5类配体分子的结合位点处氨基酸的分布是不一样的。然后,利用滑动窗口中心残基的结合配体类型,建立5类结合配体的结合位点数据集,并提取四种特征参数：位置特异性矩阵(PSSM),20种氨基酸组分(AAC),以及残基的疏水性(HP)和溶剂可及表面积(SASA)特征,结合机器学习算法对5类结合位点进行分类识别,在5折交叉检验结果中预测准确率(Acc)最高达到87%,当特征融合后,预测准确率(Acc)达到88.3%。该研究结果对固有无序蛋白与结合配体相互作用的分析提供了很好的参考。     

电压门控钠通道Na_v 1.7抑制剂的结构与选择性

电压门控钠通道Na_v1.7高选择性表达于外周神经系统,是疼痛药物诊疗新靶点,促使Na_v1.7抑制剂成为镇痛新药发现和设计的热点领域。本文比较磺胺类化合物、三嗪类化合物、肽类化合物三类Na_v1.7抑制剂的靶向结果与功能选择性,以期推进对Na_v1.7结构与功能的新理解。     

博莱霉素A5与DNA结合序列特异性研究

利用荧光淬灭法研究了博莱霉素Ａ５与小牛胸腺ＤＮＡ及ＤＮＡ类似物多聚ｄＧ．Ｃ，多聚ｄＡ．Ｔ的相互作用其作用力为疏水作用及氢键，结合常数分别为０．５７×１０６５，１．０７×１０＾５，０．４７×１０＾５ｍｏｌ＾－１，Ｌ，每结合一个博莱霉素Ａ４所需碱基对数分别为２２－２３，５－６，２７－２８，上述结果表明博莱霉素Ａ５与ＤＮＡ的结构具有ＧＣ序列特异性。     

玉米大斑病菌HT-毒素特异性组分与原生质膜蛋白互作研究

以玉米叶片原生质为研究对象,以ANS(1-苯胺基-8-萘磺酸)作荧光探剂,用荧光标记法研究了毒素与质膜蛋白的互作.在被ANS标记后的原生质悬浮液中加入不同浓度HT-毒素后,ANS荧光强度明显增加,呈现出了剂量—效应关系,表明HT-毒素与质膜上ANS某些受体发生了互作.本实验采用2种试剂,从2个角度表明了ANS受体和质膜上存在的毒素受体具有蛋白特性.初步推测HT-毒素特异性组分的原初作用位点在质膜外侧.     

眼镜蛇膜毒素与单克隆抗体偶联物对鼻咽癌细胞的特异性杀伤作用

应用柱层析和凝胶过滤的方法,从中华眼镜蛇的粗毒中分离纯化出一个不含磷脂酶Ａ２（ＰＬＡ２）的膜毒素（Ｍｅｍｂｒａｎｅｔｏｘｉｎ,ＭＴ）组分．ＭＴ经电泳鉴定为单一成分．将ｑｄＭＴ与鼠抗人鼻咽癌细胞（ＣＮＥ２）的单克隆抗体（ＢＡＣ５）偶联制备成免疫毒素（ＢＡＣ５－ＭＴ）,经间接免疫荧光检测,证实免疫毒素仍保留了很好的生物活性．体外抗癌实验证明,在无Ｃａ２＋培养基中,游离的ＭＴ对ＣＮＥ２和Ｓ１８０细胞均有快速杀伤作用,并且对２种细胞的杀伤作用没有明显的区别,但ＢＡＣ５－ＭＴ同样在无Ｃａ２＋条件下,仅对靶细胞ＣＮＥ２有强烈的杀伤作用（杀伤率达７８．６％）,对Ｓ１８０细胞只有很弱的杀伤作用（杀伤率为２１．３％）．结果表明ＢＡＣ５－ＭＴ对ＣＮＥ２细胞有很好的选择性杀伤作用,提示蛇膜毒素在肿瘤的导向治疗中将是一条很有希望的途径．     

胃癌细胞及临床标本特异结合的多肽的筛选与鉴定

从噬菌体随机十二肽库筛选出两个与人胃腺癌细胞SGC-7901表面特异结合的阳性噬菌体克隆,用细胞免疫荧光法鉴定这些克隆与SGC-7901结合的特异性,据亲和力确定克隆GSP5为最佳克隆,进一步以免疫细胞/组织化学等方法鉴定此克隆与胃癌细胞和临床组织的特异性/敏感性.结果显示,噬菌体克隆GSP5对SGC-7901细胞及胃癌临床组织具有较好的结合特异性/敏感性.该多肽有望成为胃癌分子影像诊断与靶向治疗的候选多肽导向分子.     

锌离子与Aβ多肽中氨基酸结合能力次序的研究

阐明金属离子的稳态失衡是导致老年痴呆病人脑部Aβ多肽发生聚集的因素之一,金属离子与Aβ多肽的结合位点是开发靶向药物的关键所在.采用紫外分光光度法,首次对生理条件下锌离子与Aβ多肽中氨基酸的络合作用进行了研究,得到了该条件下络合物的稳定常数大小,指出了锌离子-Aβ多肽可能的结合位点,这一结果对深入了解金属离子在诱导老年痴呆过程中的协同作用以及金属鳌合剂药物治疗提供实验支持.