α-芋螺毒素的基因結(jié)構(gòu)及唐草芋螺新型神經(jīng)毒素的研究.pdf

1、芋螺是一種生活在熱帶海洋淺水區(qū)的軟體動(dòng)物，其毒液管分泌的芋螺毒素是芋螺捕食的主要武器。芋螺毒素是一類富含二硫鍵(也有少數(shù)不含二硫鍵)的活性多肽，多數(shù)由10-40個(gè)氨基酸組成，能特異地作用于各種離子通道和神經(jīng)遞質(zhì)受體。根據(jù)信號(hào)肽序列和半胱氨酸骨架的不同，芋螺毒素可以被分為七個(gè)主要的超家族：A-，T-，O-，M-，P-，I-和S-超家族，最近還發(fā)現(xiàn)了L-和J-超家族。相對(duì)于其它動(dòng)物毒素，芋螺毒素具有分子量小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、序列超變異、

2、作用靶點(diǎn)廣泛、功能專一、組織特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，既可以被用作神經(jīng)生物學(xué)研究的探針，也可被直接開發(fā)成藥物或作為藥物的先導(dǎo)化和物。因此對(duì)芋螺毒素的研究有重要的理論意義和實(shí)際意義。本文第一部分是研究α-芋螺毒素的基因結(jié)構(gòu)。從五種芋螺，包括食魚的花瑪瑙芋螺(C .achatinus)，食軟體動(dòng)物的大理石芋螺(C. marmoreus)，食蟲的槲芋螺(C. quecrinus)、豹芋螺(C. leopardus)和芝麻芋螺(C. puli

3、carius)中，克隆得到8個(gè)α-芋螺毒素的基因序列(包括兩個(gè)假基因)。結(jié)果表明α-芋螺毒素的基因?yàn)閮蓚€(gè)外顯子中間插入一個(gè)內(nèi)含子的結(jié)構(gòu)，內(nèi)含子插入于前體肽第六個(gè)氨基酸的密碼子中，且第二個(gè)外顯子的編碼區(qū)(編碼前體肽的后一部分和成熟肽)的突變速率比第一個(gè)外顯子(編碼信號(hào)肽和前體肽的前一部分)高得多。對(duì)內(nèi)含子序列的分析表明，與其它動(dòng)物毒素相比，α-芋螺毒素的內(nèi)含子更長，序列更復(fù)雜，有兩種特殊的重復(fù)序列，此外3’端的最后14個(gè)核苷酸

4、完全一致。芋螺毒素的內(nèi)含子結(jié)構(gòu)很可能與成熟肽的高突變率有關(guān)。同時(shí)，利用保守的內(nèi)含子3’端序列，還從基因組DNA中克隆到了更多的α-芋螺毒素，這是除了蛋白分離純化和從cDNA克隆以外的第三種得到芋螺毒素序列的方法。本文第二部分是對(duì)唐草芋螺(C. caracteristicus)的芋螺毒素進(jìn)行了蛋白分離純化和cDNA克隆。唐草芋螺是中國南海的一種食蟲芋螺。本文的研究表明，它的毒液中富含A-，O-、M-、T-超家族芋螺毒素及與I-

5、超家族相似的含有四對(duì)二硫鍵的芋螺毒素。其中分離純化到的α-芋螺毒素CaIA和CaIB含有γ-羧基谷氨酸，它們的cDNA克隆和前體肽序列豐富了對(duì)γ-羧基化酶識(shí)別位點(diǎn)的理解，并測定了它們對(duì)部分乙酰膽堿受體亞型的活性。另外分離純化到的calla和callb具有與I-超家族相似的半胱氨酸骨架，但是cDNA克隆的結(jié)果表明它們的信號(hào)肽序列不同。利用這段信號(hào)肽序列從芝麻(C. pulicarius)及信號(hào)芋螺(C. litteratus)