几种蜘蛛多肽毒素的功能研究

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敬钊缨毛蛛(Chilobrachysjingzhao)是2001年在我国海南省发现的一种蜘蛛新种。结合阳离子交换和反相HPLC的方法,我们从其粗毒中纯化了三种毒素多肽,分别是敬钊缨毛蛛毒素-Ⅰ(JZTX-Ⅰ)、敬钊缨毛蛛毒素-Ⅲ(JZTX-Ⅲ)和敬钊缨毛蛛毒素-Ⅴ(JZTX-Ⅴ)。利用双电极杆电压钳技术我们鉴定了这三种毒素对钾离子通道的影响特征。电压钳结果表明这三种毒素都以改变通道门控特征的方式作用于Kv2和Kv4通道,但对这两种通道家族有不同的亲和力与通道亚型的选择性。JZTX-Ⅴ属于Kv4通道毒素,对Kv2-1表现出比较弱的抑制作用,但JZTX-Ⅰ和JZTX-Ⅲ表现出同等程度的Kv2和Kv4通道亲和力。这些毒素的结构一功能关系研究表明,毒素分子表面活性区域的电荷分布差异导致的静电各向异性是毒素对离子通道不同选择性的关键因素。抑制动力学结果表明,在半有效量的毒素浓度下,它们的抑制动力学有很大的差别。JZTX-Ⅴ表现出了最快的抑制速度(抑制常数为τ≈9.5 s),这种抑制是可逆的,把毒素洗脱掉以后,电流以非常快的速度恢复到对照水平(时间常数为15s),JZTX-Ⅰ和JZTX-Ⅲ都表现出通道毒素的慢抑制动力学特征。针对这三种毒素的不同离子通道选择性和动力学特征,我们进行了进化方面的分析,结果表明这三个毒素在进化树上分别属于三个不同的分支。这个结果和我们电压钳得到的结果是一致的。这些毒素的研究为我们更好地去了解门控改变毒素的作用机制提供了很好的工具。 虎纹捕鸟蛛(Ornithoctonus huwena)是在我国西南部山区发现的蜘蛛新种,分布于我国广西壮族自治区和云南省南部山区。通过阳离子交换和反相高效液相色谱柱层析,从虎纹捕鸟蛛粗毒和海南捕鸟蛛粗毒中分别分离获得了huwentoxin-Ⅰ(HWTX-Ⅰ)和 huwentoxin-Ⅲ(HWTX-Ⅲ)。利用双电极杆电压钳技术鉴定了这HWTX-Ⅰ和HWTX-Ⅲ对钠离子通道亚型Nal.4的影响特征。结果表明,这两种毒素都能抑制Nal.4通道电流,HWTX-Ⅰ和HWTX-Ⅲ的IC<,50>分别是14.7uM和12.1uM。都能减小峰值电流幅度、不影响电流的激活与失活特征、不影响通道的激活阈值和逆转电位、其中HWTX-Ⅰ不能使Ⅰ-Ⅴ曲线发生漂移,但是HWTX-Ⅲ能够使Ⅰ-Ⅴ曲线的峰电位向去极化方向漂移约10 mv。它们展示了蜘蛛毒素在分子水平的生物多样性,并为开发新的安全的治疗药物提供理论基础。
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