蜘蛛毒液是不同生物学活性的毒素成分构成的复杂混合物，它在蜘蛛捕食和防御过程中扮演着至关重要的作用。多肽毒素是蜘蛛毒液的主要成分之一，其相对分子质量较小，具有结构稳定、高活性、高选择性等特征同时表现出丰富的结构多样性。尽管我们在过去的几十年中对蜘蛛多肽毒素进行了大量的研究，但是，毒素组的研究策略大多限制在对高丰度的多肽毒素的分析。因此为了更好地研究蜘蛛多肽毒素分子多样性及其遗传进化机制，需要获取更全面的多肽毒素序列信息。　　在本研究中，我们将第二代测序技术与蛋白组学分析相结合，从而快速高效地揭示虎纹捕鸟蛛多肽毒素的多样性。通过454测序，从虎纹捕鸟蛛毒腺中获取了123，922条reads序列（总共约42Mb数据），reads序列长度范围为40 bp-836 bp，平均长度为～327 bp。通过序列对比，32，267 reads序列与已知毒素序列有高度相似性，占所有reads的29％;44％ reads鉴定为编码细胞相关蛋白序列;“未知功能”的reads序列占整个鉴定的reads的7％;含有多个半胱氨酸结构但在公共数据库无匹配序列的“推测的毒素”(PutativeToxins)占整个reads的0.1％;剩余的未匹配序列占20％。经过生物信息学分析，最终得到626条毒素前体序列。依据其序列相似性，毒素前体可分为16个超家族，其中包括10个已知的超家族和6个新的超家族。在毒腺转录组中鉴定到了大量低表达的毒素突变体，由基因突变、片段的插入/缺失等是这些毒素突变体产生的重要因素。此外，毒素的种内可变性与丰富的多肽毒素导致了蜘蛛毒腺是一个动态变化的毒素库，蜘蛛多肽毒素动态变化使蜘蛛在捕食和防御过程中能够快速地适应环境。　　为了研究海南捕鸟蛛多肽毒素结构和功能多样性的机制，我们将以第二代高通量测序为基础的转录组学与多肽组学相结合，分析海南捕鸟蛛多肽毒素的序列特征，并利用膜片钳技术分析了14种蜘蛛多肽毒素的生物学活性。通过454测序，从海南捕鸟蛛毒腺中获取249，549条reads序列，reads序列长度范围为40 bp-830 bp，平均长度为～328 bp。通过序列对比，52，570条reads序列与已知毒素序列有高度相似性，占据所有reads的26％;“推测的毒素”(PutativeToxins)占整个reads的5％;44％的reads为编码细胞相关蛋白序列;“未知功能”的reads序列占整个鉴定的reads的5％;而剩余的未匹配序列占20％。通过生物信息学分析，最终获得了1，136条毒素前体并归类为90种多肽毒素，包括18种已知多肽毒素和72种新发现的毒素。依据其半胱氨酸框架，多肽毒素可分为20大类，其中14类半胱氨酸框架在海南蜘蛛毒素中首次被发现。此外，高度多样化的蜘蛛毒素表现出多样的生物学功能，它们相互协作，作用于多种离子通道，有利于蜘蛛的捕食与防御。　　心脏离子通道在维持正常的心脏电生理活性过程中发挥着重要的作用，通过调节静息膜电位和兴奋性，参与动作电位的去极化和复极化，决定心肌动作电位的形状和时程。先天性的编码基因突变或药物阻断导致的心肌离子通道功能障碍，不仅可以改变心肌的兴奋性，同时也可以影响心肌动作电位的去极化和复极化，从而导致长QT综合征/短QT综合征、不同类型的心率失常或者其它心脏传导紊乱。所以，心肌离子通道是抗心率失常药物的重要靶标。蜘蛛毒液包含有丰富的多肽毒素，这些多肽毒素能高效地、特异地与多种离子通道相结合，在药理学、神经生物学和医学领域有很好的应用前景。但是，蜘蛛毒素对心肌电生理影响的研究较少。在本研究中，我们分析了虎纹捕鸟蛛和海南捕鸟蛛的粗毒对新生大鼠心室肌细胞电生理的影响，包括动作电位(AP)，电压门控钠离子通道电流(INa)、瞬时外向钾电流(Ito)、快激活延迟整流型钾电流（IKr）、慢激活延迟整流型钾电流(IKs)、内向整流型钾电流(IKl)和L型钙电流（ICaL）。结果表明:100μg/mL的虎纹捕鸟蛛和海南捕鸟蛛粗毒都能很明显的延长心肌动作电位时程(APDs)。100μ g/mL虎纹粗毒能明显抑制72.3±3.6％的INa电流;58.3±4.2％的IKr总电流;54±6.1％的IKr尾电流和65±3.3％的ICaL电流，但是对IKs、 Itol和IKl电流无明显影响。相似地，100μ g/mL海南粗毒能明显阻断INa电流和ICaL电流，但对心肌钾离子通道电流（Itol、Iks、Ikr和Ikl）无明显影响。蜘蛛粗毒表现出的多种的药理学特性表明:蜘蛛粗毒含有多种心肌离子通道拮抗剂，在心肌离子通道特性的研究和心脏疾病的治疗方面有很好的应用前景。　　综上所述，本课题使用转录组学、多肽组学以及膜片钳技术相结合的方法对两种捕鸟蛛毒素组分进行了一个整体而系统的研究，揭示了两种捕鸟蛛多肽毒素的分子多样性及其机制。