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电压门控钠离子通道（VGSC或者Navs）是神经、肌肉等易兴奋组织产生动作电位的重要离子通道,它参与大多数细胞的代谢过程。钠通道的9种亚型（NaV1.1-Nav1.9）具有不同的组织分布,Nav1.7主要分布在外周神经元,在脊髓背根神经节（DRG）、交感神经节、施万细胞和神经内分泌细胞的胞膜上选择性表达,且在人类的外周神经系统的疼痛纤维中优先表达。在炎性疼痛模式动物中,发现Nav 1.7表达水平明显上调。而且有研究表明当SCN9A基因出现无效突变,Nav1.7功能丧失,将会导致先天性无痛症（CIP）。所以,Nav1.7是目前最具潜力的镇痛药物开发靶点之一。蜘蛛是最大的有毒动物群体,其毒液中含有丰富的多肽,部分多肽特异性抑制钠通道亚型Nav1.7的活性,为疼痛治疗提供了潜在药物先导分子。根据氨基酸序列和半胱氨酸位置将作用于Nav1.7的多肽分为不同的NaV调控子家族,命名为NaSpTx Family1-12,其中NaSpTx Family 1由于优良的选择性和高效性被人们广泛关注。该家族中多肽一般由33-35个氨基酸残基组成,带有三个二硫键,形成一个抑制剂胱氨酸结（ICK）基序。这种“结”将ICK肽转化为具有高度化学,热和生物稳定性的超稳定微型蛋白,可以抵抗极端的pH值,有机溶剂,高温和蛋白酶。本研究利用分子对接技术模拟了两种作用于Nav1.7的NaSpTx Family 1多肽毒素（HWTX-IV（PDB ID:1MB6）和HNTX-III（PDB ID:2jtb））与Nav1.7的结合,将得到的最佳复合物使用虚拟丙氨酸扫描突变预测HWTX-IV及HNTX-III和Nav1,7结合的关键残基。对比预测结果与实验结果后发现软件对两种多肽毒素（HWTX-IV和HNTX-III）作用于Nav1.7的关键残基准确率分别是57.14%（HWTX-IV预测出7个关键残基,其中4个与实验结果相符）和70.00%（HNTX-III预测出10个关键残基,其中7个与实验结果相符）,预测结果具有相当高的准确性和很好的可靠性。最近从白线霜足蛛（Cyriopagopus albostriatus）毒液中分离得到一个新的Nav1.7的多肽毒素μ-TRTX-Ca2a（Ca2a）,包含35个氨基酸和3对二硫键,分子量为3905.08 Da(Nav1.7 IC50=98 nM)属于NaSpTx Family1。成功建模后利用分子对接技术模拟Ca2a与Nav1.7结合方式,再通过虚拟丙氨酸扫描突变的方法进行预测,发现3,4,5,15,18,27,30,32和33号位残基突变为丙氨酸后,复合物体系能量的降低（即结合亲和力下降）,推测这些氨基酸是多Ca2a与Nav1.7相互作用的关键氨基酸。将该预测结果与HWTX-IV实验验证的关键残基进行比对后发现,K18、K27、W30、K32和Y33位氨基酸与HWTX-IV的关键残基相吻合。化学固相合成了这五个Ca2a的突变体及Ca2a,成功复性后利用全细胞膜片钳进行了活性检测,发现5个突变体对Nav1.7的活性均降低(IC50>1μM),证明本次预测结果成功。综上所述,本研究利用计算机辅助设计的方法,通过模型构建,分子对接,虚拟丙氨酸扫描等技术,成功预测了NaSpTx Family1 Ca2a与Nav1.7相互作用的关键氨基酸残基,并通过实验验证了K27、W30、K32和Y33位氨基酸为关键氨基酸残基。这为理解Nav1.7与多肽抑制剂之间的作用机制提供了一些线索,同时也为针对Nav1.7镇痛多肽的优化改造方法进行了合理的尝试。