芋螺毒素(CTxs)是一大类活性小分子多肽,大多由7-40个氨基酸残基组成,富含半胱氨酸,具有高度保守的二硫键骨架结构,并且具有很高的药用价值,被称为"海洋药物宝库"。CTxs种类繁多,作用靶点各异,主要包含电压门控离子通道,配体门控离子通道的CTxs,以及G-蛋白偶联受体等。某个芋螺毒素通常都只作用于一类或一个靶点,具有高度专一性,用芋螺毒素入药相比蛇蝎等传统毒素入药,更能直击要害部位,副作用小,且不成瘾。用芋螺毒素开发新药涉及到镇痛、戒烟戒毒、以及帕金森症、癫痫、肿瘤、心肌梗死、及其它神经性疾病的治疗等多个领域。基因工程技术在芋螺毒素的研究中应用非常广泛。(1)从研究上游的就已涉及,如用于获得新的芋螺毒素基因序列。一般以已知芋螺毒素的信号肽编码部分和3’-端非翻译部分的保守序列为引物,通过PCR技术、连接载体,转化感受态细胞,对阳性克隆测序,经过比对检测新基因。(2)构建芋螺基因组文库或其毒管eDNA文库,可长期保存芋螺毒素基因资源,通过大量筛选或测序文库,可望大规模发现芋螺毒素新基因。一般过程是:先构建cDNA文库,再根据芋螺毒素前体肽保守性高的特点,设计某一探针或混合探针,从较完整的或特定的cDNA文库中钓取目标基因,测序后能反推出氨基酸序列。或者直接进行高通量转录组测序,经生物信息学分析,大量发现新芋螺毒素基因。(3)基因工程的应用一直延伸到芋螺毒素研究的下游。在芋螺毒素多肽合成中,化学合成法成本高、产量低、毒性大。通过基因工程菌可以生产高纯度芋螺毒素。通过人工设计合成芋螺毒素基因引物来构建表达载体,在工程菌中进行诱导表达,再利用Ni-NTA琼脂糖柱进行亲和层析等方法纯化重组蛋白。有的融合表达芋螺毒素,还可应用特异性酶或化学切割剂切除额外的部分,释放出活性芋螺毒素分子。近年来随着对芋螺毒素的深入研究,又有很多新的毒素基因被发现,人们对芋螺毒素也愈发重视。基因工程技术将发挥重要作用,我们期待会有更多新的芋螺毒素被发现和被应用,能够生产出更多新药,造福于人类。