α-银环蛇毒素和β-银环蛇毒素的研究进展

蛇志JournalofSNAKE(Science&NAture

furtherevidencethat

are

KEy

to

health)2010年第22卷第2期V01.22

treatment:compassionate2008,41(4)1331—338.

use

No.2。2010

I/CXCR4

axisIinnate

immunityorches-

data[刀.BoneMarrow

Transpl.

trat∞themobilizationofhematopoieticstem/progenitorcells

EJ3.ExpHematol,2010,38(4)z321—332.

[9]CalandraG,McCartyJ,McGuirkJ,eta1.AMD3100plusGCsP

can

[10]Devine

tional

M,ViiRtRettigM・etaLRapidmobilizationoffunc-

hematopoietic

eeUs

withoutG-CSF

using

donor

successfullymobilizeCD34+cellsfromnon—Hodgkin'alyln-

AMD3100。anantagonistoftheCXCR4/SDF-1interaction[J].Blood.2008。112(4)1990-998.

phoma.Hodgkin'sdiseaseandmultipiemyelomapatientsprevi-ouslyfailingmobilization

with

chemotherapy

and/oreytokine

a一银环蛇毒素和p银环蛇毒紊的研究进展

邵敏贞h2,郑

研究所,云南昆明

颖2”,叶锋平2,范泉水扣。

65020112.成都军区疾病预防控制中心军事医学

650118)

(1.云南农业大学动物科学技术学院.云南昆明

65003213.中国协和医科大学医学生物学研究所,云南昆明

[关键调]银环蛇毒素・a一银环蛇毒索・}银环蛇毒素[中圈分类号]R595.8[文献标识码]

A[文章编号]1001--5639(2010)02--0132--05

银环蛇属动物界,脊索动物门,爬虫纲,有鳞目,眼镜蛇科.环蛇属。全身背面是黑白相问的环纹,具30~50个白色或乳黄色窄横纹。是世界十大毒蛇之一.属前沟牙类毒蛇,其一次排毒4.6

nag,1

的C末端尾巴从致密的二硫键核心伸出.4对二硫键与结构稳定性有关,大部分集中在中间大环上且分布于环的一侧,形成一个活性表面.铲BGT不存在a螺旋.主要由}折叠和}转角组成.长链和短链的蛇毒突触后神经毒索主要区别在于尾巴表面存有不同的识别位点[‘1。在一级结构上的差别是长链蛇神经毒素比短链的蛇神经毒素多10~15个氨基酸和一对二硫键.空间结构上的差别在于长链神经毒素的第5对二硫键存在于中央大环loopll的顶部,产生一个循环螺旋样的动态的构象,使得长链神经毒素适应不同受体亚型.具有三指形结构的蛇神经毒紊一般由60~80个氨基酸残基组成一条多肽链.氨基酸残基的组成及相对位置具有很大的同源性.长链和短链的蛇毒突触后神经毒素都属于这类结构,三指型毒紊折叠的可塑性已经历了最佳的进化,可利用功能基团的不同组合特异性识别nAChR亚型间的细微

差别[力.

mg千毒就能致人于死地.毒腺分泌

的蛇毒含多种多肽成分,具有不同的生物学活性[1】.随着捕食者和被捕者的相互作用.毒素随之进化.功能性的生理活性发生相应的变化【|].银环蛇毒素的主要成分为蛋白质和多肽,包括廿银环蛇毒紊(a-BGT)、p银环蛇毒素(争BGT)、静银环蛇毒素(争BGT)、7-银环蛇毒素(7.BGT)和磷脂酶A等酶类[31.Qian等c‘]报道了银环蛇毒素中还存在心脏毒素(cardiotoxin)和一些心脏毒素样碱性蛋白(CLBPs)以及神经毒素类似物(neurotoxin-likeproteins)(BMNTLl一4).

a-BGT和}BGT的结构

根据神经毒素的作用靶点不同,把银环蛇神经毒素分为

两类t一类为突触后神经毒素或a-神经毒素,这类毒素竞争性的与神经肌肉接头处的乙酰胆碱受体结合。阻断神经递质的传导,另一类为突触前神经毒素或争神经毒素,其直接作用于运动神经突触前膜,阻断乙酰胆碱的释放,使骨骼肌失去收缩功能而麻痹.根据相对的分子质量大小和二硫键的数目把突触后神经毒素又分为短链神经毒素(60'---,62个氨基酸残基.4对二硫键)和长链神经毒素(70~74个氨基酸残基,5对二硫键)[”.其中短链神经毒素的阻断作用具有一定的可逆性.

1.1十BGT十BGT是1963年发现的.是一种碱性多肽,含较多的碱性氨基酸和lo个半胱氮酸残基,半胱氨酸残基都参与5对二硫键的形成.属于长链突触后神经毒素,由74个氨基酸组成,相对分子质量为8000D,空间结构复杂,几乎每一个氮基酸对空间结构的形成发挥着重要作用.

a-BGT结构如三指形,4个二硫键聚集在一起形成一个致密的内核,由此核心仲展出3个肽链环仿佛3个手指,长

乙酰胆碱受体种类很多.十BGT是与N一型的乙酰胆碱受体结合,其结合是专一性的.饱和的和不可逆性的,具很高的亲和力.乙酰胆碱受体a2p帕的}亚基是结合乙酰胆碱和毒素的亚基.关键氨基酸位于125"一147残基之间.

1.2

pBGT由Chang于1963年在台湾银环蛇中发现.为

突触前碱性多肽神经毒索.由A链和B链两条链构成,其分子量为20~22kD,等电点为8.8"--9.7.A链通过Cys15和B链的Cys55相连。把2条链连接起来.A链含120个氨基酸,有13个半胱氨酸,分子量为13500D,一级结构类似于蛇毒和哺乳动物胰腺中的磷脂酶凡(PLA,),但活性比较弱.

His48.Asp

99和Tyr52的侧链互相影响形成一个氢键中

心,组成活性中心区域,处于活性中心的氨基酸是相当保守的.B链由60个氨基酸组成,分子量为7000D.与胰蛋白酶抑制剂、毒素I及树眼镜蛇毒素具有序列同源性Cs-lo].其中树眼镜蛇毒素分离自非洲的曼巴蛇,选择性地阻断神经元的

・・通讯作者132

万方数据

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电压门控钾通道[11].Chen等[1幻研究p。-BGT的免疫化学性质时,通过定量沉淀反应和研究Fab片段组成的可溶性复合物的分子量分析发现岛一BGTA链.B链的抗原决定簇的数目分别为5和2.其制备了23个单克隆抗体。其中7个能抑制PLA。70%的活性.中和毒素的毒性.免疫印迹显示,6个单克隆抗体识别连续的表位.A链的序列31-37,46—51。91-

98。100-106是可以被中和的表位.2银环蛇毒素的毒理作用

神经毒素是银环蛇毒的主要成分.被银环蛇咬伤.中毒症状为伤口轻微疼痛.肢体感觉异常,嗜睡。运动神经失调,眼睑下垂。吞咽困难。乏力,一旦呼吸衰竭,易造成死亡.

2.1

a-BGT的毒理作用a-BGT与运动终板乙酰胆碱受体

结合,从而抑制了乙酰胆碱对横纹肌细胞膜的除极化作用.导致神经传导阻断,引起横纹肌松弛.a-BGT并不影响神经末梢乙酰胆碱的释放.2.2争BOT的毒理作用

p-BGT作用于运动神经突触前膜

产生一种三相变化,首先是传出递质数量的迅速降低.其次是释放增加,随后是进一步抑制,从而阻断突触间神经冲动传递.使骨骼肌不能兴奋收缩而转入持续性麻痹,其毒性比突触后毒素高得多口钉.

争BGT主要作用于神经系统.在外周神经系统中不可逆地阻断神经肌肉的兴奋传递。在中枢神经系统中特异地抑制某些神经元突触前膜递质的释放.其毒性作用依赖于PL如活性,A链的Lys64与PLA2活性和争BGT其他毒性有关[1“.当亚基问二硫键断裂,或PLA。活性中心被共价修饰时.都可导致p-BGT的神经毒性丧失[15】.

PLAz活性具有间接溶血作用,在Ca2+存在下能水解卵磷脂(专一水解c-2酯键),生成能溶解红细胞的溶血卵磷脂及脂肪酸。两者促进突触囊泡和突触前膜的融合。在膜表面暴露出突触囊泡蛋白的内部表位.诱导突触囊泡分泌到胞外。伴随着细胞外的大量钙离子流向神经末梢.这两者还使神经末梢的突出囊泡储存库消失[1盯.用谷胱甘肽还原链问二硫键可提高p-BOT的膜破坏活性[1”.B链识别特定靶细胞膜,阻断电压门控钾通道。但也需要A链的相互作用及钙离子的参与[n】.但Cheng等发现B链引起人类神经节SK-N-SH细胞凋亡,这种细胞毒性与A链的PLA。活性没有多大关系[1’1.Pei-FungWu等发现当B-BOT的浓度为357nM时.内化为NB41A3细胞时并不引起胞质的钙离子浓度变化.其中。钙离子的增加与PLAz有关.所以当EGTA(钙离子螯合剂)存在时,也不会影响细胞的突起生长。这说明。pBGT的内化与A链的PLA。的活性是独立的[趵3.是否只与B链有关.还需要进一步的实验来确定.

Liou等口13利用瓜蟾的神经肌肉组织研究pBGTA链和B链的作用,发现pBGT能增强自发突触电流(SSC)的发生频率,用5’。磷酸一吡哆醛修饰争BGT或用Ba抖代替缓冲液中的Ca2+则能消除p-BGT的磷酸酶A。活性,减少ssc的发生频率.针对A链或B链的特异性抗体均能有效地抑制磷酸酶&活性t但对SSC的发生频率没有太大影响.说明A

万方数据

链和B链对增强瓜蟾的神经肌肉SSC的发生频率都是必不可少的.随后发现。由于争BGT引起Cd+从细胞内释放.从而增加SSC的频率n扪.

a-BOT.}BGT的cDNA和基因组DNA

对铲BGT、争BGT基因的研究发展迅速.a_BGT的cD-

NA序列包括信号肽序列,编码成熟蛋白的序列和5‘.3’-UTR序列.不同_来源的十BGT的cDNA有很高的同源性,其中信号肽序列和5。,3.-UTR序列保守并与眼镜蛇科和海蛇科的序列完全一样.由此可以推断它们由同一个祖先进化

而来的.a-BGT的cDNA全长约500bp,其中5・一端约30

bp.3’・端约200bp为非蛋白编码区域.编码区编码一个由21个氨基酸残基组成的信号肽和一个74个氨基酸残基组成的成熟蛋白质.Liu等[23]从银环蛇毒腺中提取a-BGT的总mRNA,扩增了口-BGTcDNA片段,其全长为530

bp。5・-

UTR33

bp,信号肽63bp.编码区222bp。3’-UTR

195

bp,有

一个终止密码子TGA和AATAA信号polyA序列.a-BGTmRNA在同一个体中也存在多样性。是由转录后编辑形成,还是由于实验中反转录过程的错误、基因克隆中的偏差以及测序过程的误差造成,或两者都有,一直存有争论.

a-BGT的基因组DNA有3个外显子,被2个内含子分隔开.外显子、内舍子连接遵循GT/AG法则,启动子序列和3’-UTR是高度保守的,TATA盒位于转录起始位点上游

25---33

bp.Chang等【“]从银环蛇毒中提取了2个约2700

bp钓基因组DNA,即a-Bgt(A31)和a-Bgt(V31),它们表现出完全一样的基因结构.含有3个外显子基因.在同样的位置插人2个内含子.且它们的核苷酸序列具有98%的同源性.内含子l的长度约为1800bp,内含子2的长度约为540bp.跟短链神经毒素相比.发现内含子2的长度变化比较小,比内含子1保守.短链神经毒素和长链神经毒素的外显子区域比内含子区域更具多样化.林鲁萍[253用引物扩增得到2655bp的口_BGT基因.a-BGT编码区共有288bp.第1个外显子包括58bp的编码区部分,编码信号肽部分N端的20个氨基酸I外显子2全长105bp,编码信号肽剩余的4个氨基酸和成熟肤N端的33个氨基酸,夕}显子3全长128bp.包括编码剩余41个氨基酸部分和1个终止密码子.翻译出来的蛋白序列符合V31变体[2‘1.得到序列的2个内含子分别为1790bp和538

bp.

从银环蛇毒中已分离出7种p银环蛇毒紊异构体.除了A2链外.Al和A3链的cDNA还未克隆到.另外4个A链异构体(A4-AT)的cDNA已被克隆,3个B链cDNA已被克隆.现代色谱技术及氨基酸分析揭示至少有16种争BOT亚型.A链与B链的分开可用二硫苏糖醇还原链问二硫键,也可用2一巯基乙醇还原。然后用碘乙酸烷化.

Long-SenChang等[”3通过PCR扩增争BGT的A链和

B链基因.分析A链和B链基因的编码区,发现有3个外显子被2个内含子分隔开,外显子和内含子连接遵循G,r/AG法则.分析启动子序列.得出结论,A链和B链由不同的基因编码.这个结论支持完整的争BGT来自转录后的A链和

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B链配对这个观点.克隆到的A链样基因全长3022bp,外显子1编码5・一UTR.25个氨基酸残基组成的信号肽和氨基酸残基l一43,外显子2编码氨基酸残基43-81.外显子3编码氨基酸残基81-120和3。-UTR.克隆到的B1链基因长5062bp.外显子1编码5一UTR.24个氨基酸残基组成的信号肽,氨基酸残基1-5,外显子2编码氨基酸残基5-59,外显子3编码氨基酸残基59-61和3’-UTR.

Cheng等口。3根据p-BGT的B1链启动子区域。3・非编码区.B1链eDNA分别设计引物.扩增从银环蛇提取的13-BOT显示较弱的磷脂酶~活性.为阐明礴脂酶凡的作用机制和生物活性的研究提供了材料.

Wu等m]构建了}银环蛇毒素B链(B1和B2)的cD-NA.B链eDNA编码24个氨基酸组成的信号肽和精氨酸为起始的由61个氨基酸组成的成熟蛋白.B1链eDNA全

长425bp。B2链eDNA全长328bp.将B链亚克隆到表达

载体PET-32a(+),转化大肠杆菌BL21(DE3).用His-Bind树脂柱纯化表达的硫氧还蛋白融合蛋白.B链用Set代替Cys-55。亲和纯化的融合蛋白量至少增加100倍.如果用肠的基因组。克隆到B1、B2、B4、B5、B6链的基因组,B2、B4链的长度分别为4699bp、3243bp.B5、B6链约为2000bp,但不包括启动子序列。同源比较6条B1链的氨基酸序列,显示信号肽有24个氨基酸组成.2个内含子在相同的位置分隔编码区域,B2和B4链第6l位上的氨基酸不同,B5、B6在C末端和N末端缺少2个氨基酸,但是所有的B链都有7个半胱氨酸.位于7个不同的保守位点.比较6条链的基因组,发现内含子I长度几乎一样.内含子2长度变化很大,B4、B5、B6链缺少内含子2的2个区域,但是6条链在剪接位点附近的内舍子2的序列是高度保守的。和眼镜蛇的胰凝乳蛋白酶抑制剂基因作比较,发现有共同的基因组结构,而且核苷酸序列高度相似.

在研究银环蛇毒蛋白酶抑制荆类蛋白质(PILP)时,活性试验表明.重组PILP-I能抑制胰蛋白酶的活性.比较PILP和B链的基因序列,发现有相同的基因结构,除了编码性.这表明。PILP基因和B链基因起源于公共的祖先,进化的加速可能使PILP基因和B链基因具多样化.WewMin能抑制神经母细胞瘤的侵袭和迁移.

a-BGT。P-SeT的克隆和表达

目前,蛇毒神经毒素主要来源于捕蛇或养蛇提取蛇毒后

进行纯化的方法进行.银环蛇由于人工养殖成本高、周期长、越冬存活率极低,因此通过人工养殖获得大量银环蛇毒物,从野生来源获得银环蛇毒也有很大问题.因此从天然蛇和临床治疗比较困难,而通过基因工程得到足够的a-BGT、钱友存等[3】】从银环蛇毒腺中抽提总RNA.RT-PCR扩的信号肽和120个氨基酸的成熟蛋白,该成熟蛋白和其他p和这些A链具有很高的同源性.将p银环蛇毒素A链cD-】34

万方数据

林鲁萍等[33]用已经构建的pGEX-BgTX(P22-A31)质粒mg/L.胡延春等m]将扩增获得的巾BGT基因连接至pUCm-TkD的重组十BGT,其表达量约占细菌总蛋白blotting和间接ELISA检测结果表通过以上研究证明,用基因工程的方法获得蛇神经毒素a-BGT与乙酰胆碱受体结合的亲和力高,因此是研究乙20世纪70年代末,应用I”5标记的a-BGT作配体采探Chang等[刎克隆并表达了PmP-1.PILP-2。PILP-3.蛋白酶信号肽的外显子外。编码蛋白质的外显子比内含子更具多样Chou等汹】发现PILP-3还是基质金属蛋白酶一2的抑制剂,4

激酶切掉融合的硫氧还蛋白,则分离的B链不溶于水.

在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,并用谷胱甘肽SephILroseFF纯化GST-a-银环蛇毒素融合蛋白,再用凝血酶切掉融合标签谷胱苷肽转移酶(GlutathioneS-transferase,睽汀).得到了较纯的重组十银环蛇毒素同工毒素.得率约为1.225用重组口-银环蛇毒素制备多克隆抗体,经ELISA和Wastern杂交鉴定后确定重组口-银环蛇毒素与天然a一银环蛇毒素的抗原性一致.

载体构建克隆质粒pUCm-a-BGT,克隆质粒双酶切后连接至融合蛋白表达载体pGEX-4T一1中.转化大肠杆菌BL21(DE3)进行IPTG诱导表达,表达产物经15%SD争PAGE分析,得到约34的32.16%.Wastem明。a-BGT的融合表达蛋白也与天然的a-BGT标准品具有相似的抗原性.在大肠杆菌BL21(DE3)中的非融合型表达a-BGT占细菌总蛋白的11.98%,主要以包涵体形式存在.也与天然巾BGT标准品具有相似的抗原性哺】.巾BGT基因失望克隆、表达和活性研究,为改造十BGT基因,降低其毒性和用表达的重组十BGT研究乙酰胆碱受体提供了有效的途径.

是可行的。且融合表达效率高,具有较好的可溶性.得到的重组毒素蛋白具有一定的生物活性。并与天然的蛋白有相似的免疫原性.但表达的重组}BGT、pBGT与天然的蛋白相比生物活性有所降低.这可能是因为a-BGT、p-BGT都具有多对二硫键,从而造成无论真核还是原核表达都不能完全正确折叠恢复成天然构象,也可能是在表达纯化的过程中一些试剂的影响,使部分蛋白构象改变而导致生物活性降低。但融合表达.

5银环蛇毒素的应用

酰胆碱受体结构的理想探针,可用于显示完整细胞膜表面乙酰胆碱受体的分布和密度,观察各种药物、毒物和其他致病因子对乙酰胆碱受体动力学变化的影响.也是从组织中分离和纯化乙酰胆碱受体的重要工具‘….

测nAchR的数量对阐明重症肌无力(myastherniagravis,

有较大困难.而野生银环蛇也由于过度捕猎使银环蛇种群数量逐年下降,加上目前银环蛇也列入国家一级保护野生动毒中分离纯化得到足够数量的a-BGT、p-BGT以供科学研究pBGT成为一条很好的途径.

增编码争银环蛇毒素A链的cDNA.克隆并测定了一个新的8-BGT-cDNA全序列,命名为A7链。编码含有27个氨基酸银环蛇毒素A链一样,具有13个位置固定的半胱氨酸,而且NA亚克隆到表达载体pMAL-p2上,转化大肠杆菌BL21菌株,得到高效的可溶性融合蛋白.表达产物经x口因子酶切后

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MG)的发病机制起了极大的作用。MG是nAehR自身免疫性疾病.利用a-BGT纯化的nAchR作为抗原。免疫接种于动物.可制成自身免疫性重症肌无力的模型.为免疫调节诊疗的研究提供了必不可少的工具.莫雪安等[3f]利用a-BGT能特异性地不可逆地与突触后膜乙酰胆碱受体结合,争BGT能特异性地不可逆地与突触前膜的相应蛋白质结合的特性.将a-BGT和}BGT混合一起包被酶标板,结合随后加的肌肉提取液中相应蛋白质为抗原。以ABC-ELISA法检测重症肌无力病人血清中混合的抗乙酰胆碱受体抗体(AchRab)和抗突触前膜受体抗体(PsmRab),称为抗突触受体抗体。结果t75名正常人均阴性.80例临床对照组中,除2例运动神经元疾病和1例多发性肌炎阳性外,其余均阴性。本组122例重症肌无力病人中98例阳性(80.3%,其中全身型阳性87.5%).阳性率明显高于单独检测AchRab(P<0.001).创建了重症肌无力诊断的一个阳性率较高的实验室指标。

蛇毒神经毒索能抑制中枢神经系统,尤其是延髓呼吸中枢m】。对周围神经系统的作用主要是阻断神经-肌肉接头处冲动的传导,导致骨骼肌尤其是呼吸肌瘫痪.林鲁萍等口3】采用小鼠化学法镇痛试验表明,重组}银环蛇毒索有一定的镇痛药效,在外周镇痛作用中呈一定的量效关系.于是人们根据蛇毒铲神经毒素这一性质开发出了不成瘾的新型镇痛药,用于镇痛、麻醉和戒毒[3”.神经毒素的镇痛作用与阿片类镇痛药物相比起效较慢,一般肌肉注射或腹腔注射的起效

时同在1h以上,3----5h达高峰H01.

p银环蛇毒素主要用予医学药理学和分子免疫学,制备单克隆抗体,在蛇毒的检测、蛇咬伤中毒的预防和救治等方面具有重要意义“¨.通过研究PLA2酶活性可以帮助了解磷脂在生理生化过程中的作用。利用pBC-T还可以研究突触前神经递质传递的机制.

6展望

目前.我国对银环蛇蛇毒活性成分的分离、基因克隆和生理、病理学方面进行了一定的研究.如在研究清楚各神经毒素的作用机制的基础上根据不同目的对天然蛇毒神经毒紊基因进行改造.则有可能得到毒性低、疗效好,用于治疗神经传导性疾病的药物,以及低成瘾性、高镇痛效果的镇痛药物I同时通过研究银环蛇毒素的毒理,可以设计制备针对各个毒性抗原决定簇的新型抗体,从而可准确鉴别不同种属的毒蛇咬伤。为正确应用抗蛇毒血清起到关键的指导作用.同时新型抗体的应用在银环蛇咬伤治疗中也可大于异源蛋白的输入量的同时起到高效的治疗作用。随着研究的不断深入、技术的不断成熟和完善.银环蛇毒素的研究和应用将会越来越广.

[参考文献]

[1]KohDC,ArmugamA-Jeyaseelan・K.Snake

venorn

components

andtheirapplicationsinbiomedicine[J].Cell.M01.LifeSCi,

2006。63(4)13030—304I.

[2]Lynch.V.Inventing

an

arsenalladaptiveevolutionandneoftlne—

tionalizationofsnakevenomphospholipaseAz

genes[J].BMC

万方数据

EvolutionaryBiology,2007。7(2)11-14.

[33~rdSD・WombleGC・YatesJR,el;a1.Primary

structureof

Gamma-bungarotoxin.ane霄postsynaptieneurotoxinfromyen-

omofBungarus

nmlticinrtus[J].Toxicon.1999.37(4)I609—

625.

[4]Qi蚰YC,FanCY,GongY.etaLcDNAcloningand9equ∞∞

analysisofsix

neuro-toxin-like

proteins

fromChinesecontinen-

tal

bandedkraft[J].BiochemistryandMolBiolInt.1998,46

(4)。821-828.

Is]殷方臣,郑袅。邱藏,等.蛇毒神经毒素研究进展[刀.动物

医学进展。2008t29(8)167-70.

E6]MalcolmD,WolframS。AlfredM.Three-dimensional

structure

ofthe。long”neurotoxinfromcobravenom[J].Biochemistry.

1980。77(5)12400-2404.

[7]SelvanayagamN。MatthewCE,Gwee.Three-Fingera-Neuro-

toxinsandtheNicotinieAeetylcholineReceptor,FortyYears

on[刀.JournalofPharmacologicalSciences,2004.94(1)lI-17.

[83

DuhonMJ,HiderRC.Classificationofphospholipase凡ac-

cording

to

sequenceI

evolutionaryandpharmacologicalimplica—

tions[J].Biochem.1983,137(3)1545-551.

[9]SchmidtRR,BetzH。RehmH.Inhibitionof}bungarotoxin

binding

to

brainembraneabymastcelldegranulatingpep删e.

toxin

landethyleneglycol

his(}aminoe-thylether)一N・N・N・.

N.・tetraaceticacid[J].Biochemistry.1988.27(3)1963-967.

[10]HarveyAL.AndersonAJ.Dendrotoxinslsnaketoxinsthat

blockpotassiumchannelsandfacilitateneurotransmitterre-

lease[J].PharmaeolTher,1985.31(1"--.2)t33-55.

[11]HarveyAL.Robertson13.DendrotordnsIstructureactivity

relationships

andeffects

on

potassiumionchannels[J].Curt.

Med.Chem.2004,23(11)t3065—3072.

[12]YangCC,ChanH乙ImmunochemicalStudies

oil

p1・Bunga・

rotoxin[J].ZoologicalStudies,2000。39(2)179—90.

[13]邓海霞,李其斌.银环蛇咬伤中毒发病机制和治疗的研究进展

口].蛇志。2008。20(1)t35—46.

[14]ChangLS,ChuYP,ChengYC,etB1.Lys-64oftheAchain

isinvolvedintheenzymaticactivityandneurotoxiceffectof

p.

bungarotoxin[J].Toxicon,2005.45(2)1179—185.

[153邓清委,司军强,吕广能,等.}银环蛇毒素对神经系统的影响

及其作用机理口].农垦医学,2000.22(4)・269.

[16]RigoniM.PizzoP.SchiavoG.etaLCalciuminfluxandmito-

ehondrialalterations

at

synapses

exposed

to

snakeneurotoxins

or

theirphospholipid

hydrolysisproducts[J].Bi01.Chem,

2007,28Z(15)111238—11245.

[17]UuwH。KaoPH.ChangSR,et51.Membmnedamaging

ac.

tivitywithAchainandB

chainof争bungarotoxin[J].Toxi・

con,2009。53(2)1262—268.

D8]Wu

F。wuSN.ChangCC。etaLCloningandfunctional

ex—

pressionofBchainsof

p-bungarotoxinsfromBungarus

real—

ticinctus(Taiwanbandedkraft)[J].Biochem,1998,334l87.

92.

[193ChengYC,WangJJ・ChangL&Bchainis

functionalsub—

unitof

p.bungarotoxinforinducingapoptoticdeathofhuman

135

蛇志JournalofSNAKE(Science&NAture

are

KEy

to

health)

2010年第22卷第2期

322-329.

V01.22No.2.2010

neurobhstonmSK—N-SHcellsrJ'1.Toxic-on.2008,61(2)1304-315.

[293ChrIg

S,WangJJ。ChengYC,etaLGeneticorgankationof

protease

Ez03

WuPF.ChangLS・KaoYL・et^L争Bungarotoxininduction

ofneuriteoutgrowthinNBllA3(2)。354—360.

Bungarusmulticinctus

inhibitor-like

proteins[J].

cerisEJ].Toxicon。2008.52

[303

Toxicon。2008,51(8)11490-1495.Chou

WM.LiuWH.ChenKC。eta1.Structure-funetion

on

r21]LiouJC・ChengYC・KangKH・eta1.BothAchainandB

chainofp-bungarotoxin

tation

are

studies

ase

inhibitoryactivityofBungarusmniticinetus

on

prote-

functionallyinvolvedinthefacili-

nell's-

inhibitor-likeprotein

matrixmetalloprotease-2.andin・

of

spontaneous

transmitterreleaseinXenoptm

vasion

andmigrationofhumanneuroblastomaSK—N-SHcells

msseh

cultures[J].Toxicon,2004。43(3)1341—346.

EJ].Toxicon.Z010,55(2)t353—360.

[313

钱友存.范春阳.刘小龙,等.}银环蛇毒索A链cDNA的克隆和表达[J].生物化学与生物物理学报.1999,31(6)t689—694.

Es2]

Wu

[223LiouJC.KangKH,Changrotoxin

in

S.eta1.Mechanismof}bunga-

atneu—

facilitatingspontaneous

transmitterrelease

nDmuseular671-680.

synapse[J].Neuropharnmcology。2006-51(3)I

F,WuSN,ChangCC.ete1.Cloningandfunctional

ofB

ex-

pression

chainsof争bungarotoxinsfrombungarusmul—

krait)[.J].Biochem。1998,334(ptl)l

[233LiuLF,ChangCC.LiauMY,et8LGeneticcharacterizationofthemRNA

tieinctus(Taiwanbanded87・9Z.

encoding

alpha-bungarotoxin,isoformsand

RNAeditinginBungarusmulticinctusglandAcidsRes。1998,26(24)15624-5629.

celisEJ].Nucleicr333林鲁萍,汪芳.章晓波,等.重组口_银环蛇毒素P22-A31的原核表达及功能分析[刀.动物学报,2005,61(6)11102-1108.

E243

ChangLs。LinSK.HuangHB。etal-Geneticorganizationof

a-bungarotoxinsfromBun耳atu¥multicinctus(TaiwanBunded

E34]胡延春,张乃生.欧阳红生.等.a-银环蛇毒素基因表达载体的构建及原核表达[刀.畜牧与兽医,2008,40(4)・7-10.

Krait)Ievidenceshowingthattheproductionofa-bungarotox-

inisotoxinsis

not

E353胡延春.张乃生.欧阳红生,等.a一银环蛇毒素基因的克隆及其非融合型原核表达口].遗传.2006,28(4)。463-469.

derivedfromedited

mRNAs[J].Ncleic

E363

AcidsResearch.1999,27(20)13970-3975.胡彦春。贾艳.张乃生,等.银环蛇毒素及其基因工程研究进展[刀.动物医学进展.2003,24(3)・15-18.

[253林鲁萍.银环蛇蛇毒相关基因的克隆和表达研究[DlB/0L].中

国优秀硕士学位论文全文数据库.2006,(01).

[26]LiuLF,ChangCC,LianMY,etlLGeneticcharacterization

ofthemRNAeditingin

E373莫雪安,郑金瓯。马朝桂.重症肌无力抗突煞受体抗体的检测及其意义[J].卒中与神经疾病杂志.1998,5(2)・79.

encodinga—bungarotoxin

isoformsandRNA

[38]程勃超.蛇毒索成分及临床应用进展[J].中国血液流变学杂志,2007.17(2)1342—344.

Bungaru#multicinctusglandcells[J].Neocleic

['393

AcidsRes。1996.26(24)15624—5629.李其斌.蛇毒口I神经毒索及其基因研究进展[J].蛇志,2001,

13(3)・64-72.

[z7]WuPF,ChangL&GeneticorganizationofAchainandB

chainofB-bungaromxinfromTaiwanbandedkrait(BungarusmulticinctuDI-J].Eur.J.Biochemt2000.267(15)14668-4675.

[28]

ChengC,ChenKC.LinsK,etaLDivergenceofdingBchains

genes

[40]黄立峰.蛇毒神经毒素的镇痛作用[J].福州总医院学报.

2005,12(4)。354-357.

enco-

[41]孔恒,余清声.Beta-银环蛇毒的基因工程研究进展[J].中国医学研究与临床。2004,z(6),59.

of争bungarotoxins[J].Toxicon。2006,47(3)I

Pinl与肿瘤关系

郑东林,陈远能

(广西医科大学。广西南宁530021)

[关麓词]多肽脯氨酰基顺反异构酶;Pinll肿瘤

[中圈分类号]R730.1[文献标识码】A[文章编号]1001--5639(2010)02--0136--04

蛋白质脯氨酸前的丝氨酸/苏氨酸磷酸化修饰在细胞的生命过程中起重要作用,参与多种细胞信号转导通路的调节.Pinl是一种高度保守的、特异的多肽脯氨酰基顺反异构酶(Peptidylprolyl

cistrans

39个氨基酸残基组成,以两个恒定的色氨酸为特征,形成独特的兜状结构.是一个特异性的磷酸化丝氨酸/苏氨酸模体基序的连接区.介导Pinl结合于底物中磷酸化的蛋白质l另一个是C端的肽酰脯氨酰异构酶活性区,由120个氨基酸残基组成,此区包含活化位点.具有RNA聚合酶的功能.以上两区由一个可变氨基酸序列连接,它们共同构成一个双监测

机制‘卜盯.

isomerase,PPIase),能特异性地

催化磷酸化的丝/苏一脯氨酸基序发生顺反异构。影响磷酸化

蛋白的功能.

Pinl基因与Plnl蛋白结构

Pinl基因定位于19p13.编码核蛋白Pinl由163个氨基酸残基组成,相对分子质量为18×103的PPlase.其含有两个功能结构区;一个是N端的色氨酸一色氨酸中心区(Ww)。由

】36

Pinl的功能

丝/苏一脯氨酸基序是细胞周期中许多关键的蛋白激酶

(包括周期素依赖的激酶、丝裂原激活的蛋白激酶、糖原合成

万方数据

蛇志JournalofSNAKE(Science&NAture

furtherevidencethat

are

KEy

to

health)2010年第22卷第2期V01.22

treatment:compassionate2008,41(4)1331—338.

use

No.2。2010

I/CXCR4

axisIinnate

immunityorches-

data[刀.BoneMarrow

Transpl.

trat∞themobilizationofhematopoieticstem/progenitorcells

EJ3.ExpHematol,2010,38(4)z321—332.

[9]CalandraG,McCartyJ,McGuirkJ,eta1.AMD3100plusGCsP

can

[10]Devine

tional

M,ViiRtRettigM・etaLRapidmobilizationoffunc-

hematopoietic

eeUs

withoutG-CSF

using

donor

successfullymobilizeCD34+cellsfromnon—Hodgkin'alyln-

AMD3100。anantagonistoftheCXCR4/SDF-1interaction[J].Blood.2008。112(4)1990-998.

phoma.Hodgkin'sdiseaseandmultipiemyelomapatientsprevi-ouslyfailingmobilization

with

chemotherapy

and/oreytokine

a一银环蛇毒素和p银环蛇毒紊的研究进展

邵敏贞h2,郑

研究所,云南昆明

颖2”,叶锋平2,范泉水扣。

65020112.成都军区疾病预防控制中心军事医学

650118)

(1.云南农业大学动物科学技术学院.云南昆明

65003213.中国协和医科大学医学生物学研究所,云南昆明

[关键调]银环蛇毒素・a一银环蛇毒索・}银环蛇毒素[中圈分类号]R595.8[文献标识码]

A[文章编号]1001--5639(2010)02--0132--05

银环蛇属动物界,脊索动物门,爬虫纲,有鳞目,眼镜蛇科.环蛇属。全身背面是黑白相问的环纹,具30~50个白色或乳黄色窄横纹。是世界十大毒蛇之一.属前沟牙类毒蛇,其一次排毒4.6

nag,1

的C末端尾巴从致密的二硫键核心伸出.4对二硫键与结构稳定性有关,大部分集中在中间大环上且分布于环的一侧,形成一个活性表面.铲BGT不存在a螺旋.主要由}折叠和}转角组成.长链和短链的蛇毒突触后神经毒索主要区别在于尾巴表面存有不同的识别位点[‘1。在一级结构上的差别是长链蛇神经毒素比短链的蛇神经毒素多10~15个氨基酸和一对二硫键.空间结构上的差别在于长链神经毒素的第5对二硫键存在于中央大环loopll的顶部,产生一个循环螺旋样的动态的构象,使得长链神经毒素适应不同受体亚型.具有三指形结构的蛇神经毒紊一般由60~80个氨基酸残基组成一条多肽链.氨基酸残基的组成及相对位置具有很大的同源性.长链和短链的蛇毒突触后神经毒素都属于这类结构,三指型毒紊折叠的可塑性已经历了最佳的进化,可利用功能基团的不同组合特异性识别nAChR亚型间的细微

差别[力.

mg千毒就能致人于死地.毒腺分泌

的蛇毒含多种多肽成分,具有不同的生物学活性[1】.随着捕食者和被捕者的相互作用.毒素随之进化.功能性的生理活性发生相应的变化【|].银环蛇毒素的主要成分为蛋白质和多肽,包括廿银环蛇毒紊(a-BGT)、p银环蛇毒素(争BGT)、静银环蛇毒素(争BGT)、7-银环蛇毒素(7.BGT)和磷脂酶A等酶类[31.Qian等c‘]报道了银环蛇毒素中还存在心脏毒素(cardiotoxin)和一些心脏毒素样碱性蛋白(CLBPs)以及神经毒素类似物(neurotoxin-likeproteins)(BMNTLl一4).

a-BGT和}BGT的结构

根据神经毒素的作用靶点不同,把银环蛇神经毒素分为

两类t一类为突触后神经毒素或a-神经毒素,这类毒素竞争性的与神经肌肉接头处的乙酰胆碱受体结合。阻断神经递质的传导,另一类为突触前神经毒素或争神经毒素,其直接作用于运动神经突触前膜,阻断乙酰胆碱的释放,使骨骼肌失去收缩功能而麻痹.根据相对的分子质量大小和二硫键的数目把突触后神经毒素又分为短链神经毒素(60'---,62个氨基酸残基.4对二硫键)和长链神经毒素(70~74个氨基酸残基,5对二硫键)[”.其中短链神经毒素的阻断作用具有一定的可逆性.

1.1十BGT十BGT是1963年发现的.是一种碱性多肽,含较多的碱性氨基酸和lo个半胱氮酸残基,半胱氨酸残基都参与5对二硫键的形成.属于长链突触后神经毒素,由74个氨基酸组成,相对分子质量为8000D,空间结构复杂,几乎每一个氮基酸对空间结构的形成发挥着重要作用.

a-BGT结构如三指形,4个二硫键聚集在一起形成一个致密的内核,由此核心仲展出3个肽链环仿佛3个手指,长

乙酰胆碱受体种类很多.十BGT是与N一型的乙酰胆碱受体结合,其结合是专一性的.饱和的和不可逆性的,具很高的亲和力.乙酰胆碱受体a2p帕的}亚基是结合乙酰胆碱和毒素的亚基.关键氨基酸位于125"一147残基之间.

1.2

pBGT由Chang于1963年在台湾银环蛇中发现.为

突触前碱性多肽神经毒索.由A链和B链两条链构成,其分子量为20~22kD,等电点为8.8"--9.7.A链通过Cys15和B链的Cys55相连。把2条链连接起来.A链含120个氨基酸,有13个半胱氨酸,分子量为13500D,一级结构类似于蛇毒和哺乳动物胰腺中的磷脂酶凡(PLA,),但活性比较弱.

His48.Asp

99和Tyr52的侧链互相影响形成一个氢键中

心,组成活性中心区域,处于活性中心的氨基酸是相当保守的.B链由60个氨基酸组成,分子量为7000D.与胰蛋白酶抑制剂、毒素I及树眼镜蛇毒素具有序列同源性Cs-lo].其中树眼镜蛇毒素分离自非洲的曼巴蛇,选择性地阻断神经元的

・・通讯作者132

万方数据

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2010年第22卷第2期V01.22

No.2。2010

电压门控钾通道[11].Chen等[1幻研究p。-BGT的免疫化学性质时,通过定量沉淀反应和研究Fab片段组成的可溶性复合物的分子量分析发现岛一BGTA链.B链的抗原决定簇的数目分别为5和2.其制备了23个单克隆抗体。其中7个能抑制PLA。70%的活性.中和毒素的毒性.免疫印迹显示,6个单克隆抗体识别连续的表位.A链的序列31-37,46—51。91-

98。100-106是可以被中和的表位.2银环蛇毒素的毒理作用

神经毒素是银环蛇毒的主要成分.被银环蛇咬伤.中毒症状为伤口轻微疼痛.肢体感觉异常,嗜睡。运动神经失调,眼睑下垂。吞咽困难。乏力,一旦呼吸衰竭,易造成死亡.

2.1

a-BGT的毒理作用a-BGT与运动终板乙酰胆碱受体

结合,从而抑制了乙酰胆碱对横纹肌细胞膜的除极化作用.导致神经传导阻断,引起横纹肌松弛.a-BGT并不影响神经末梢乙酰胆碱的释放.2.2争BOT的毒理作用

p-BGT作用于运动神经突触前膜

产生一种三相变化,首先是传出递质数量的迅速降低.其次是释放增加,随后是进一步抑制,从而阻断突触间神经冲动传递.使骨骼肌不能兴奋收缩而转入持续性麻痹,其毒性比突触后毒素高得多口钉.

争BGT主要作用于神经系统.在外周神经系统中不可逆地阻断神经肌肉的兴奋传递。在中枢神经系统中特异地抑制某些神经元突触前膜递质的释放.其毒性作用依赖于PL如活性,A链的Lys64与PLA2活性和争BGT其他毒性有关[1“.当亚基问二硫键断裂,或PLA。活性中心被共价修饰时.都可导致p-BGT的神经毒性丧失[15】.

PLAz活性具有间接溶血作用,在Ca2+存在下能水解卵磷脂(专一水解c-2酯键),生成能溶解红细胞的溶血卵磷脂及脂肪酸。两者促进突触囊泡和突触前膜的融合。在膜表面暴露出突触囊泡蛋白的内部表位.诱导突触囊泡分泌到胞外。伴随着细胞外的大量钙离子流向神经末梢.这两者还使神经末梢的突出囊泡储存库消失[1盯.用谷胱甘肽还原链问二硫键可提高p-BOT的膜破坏活性[1”.B链识别特定靶细胞膜,阻断电压门控钾通道。但也需要A链的相互作用及钙离子的参与[n】.但Cheng等发现B链引起人类神经节SK-N-SH细胞凋亡,这种细胞毒性与A链的PLA。活性没有多大关系[1’1.Pei-FungWu等发现当B-BOT的浓度为357nM时.内化为NB41A3细胞时并不引起胞质的钙离子浓度变化.其中。钙离子的增加与PLAz有关.所以当EGTA(钙离子螯合剂)存在时,也不会影响细胞的突起生长。这说明。pBGT的内化与A链的PLA。的活性是独立的[趵3.是否只与B链有关.还需要进一步的实验来确定.

Liou等口13利用瓜蟾的神经肌肉组织研究pBGTA链和B链的作用,发现pBGT能增强自发突触电流(SSC)的发生频率,用5’。磷酸一吡哆醛修饰争BGT或用Ba抖代替缓冲液中的Ca2+则能消除p-BGT的磷酸酶A。活性,减少ssc的发生频率.针对A链或B链的特异性抗体均能有效地抑制磷酸酶&活性t但对SSC的发生频率没有太大影响.说明A

万方数据

链和B链对增强瓜蟾的神经肌肉SSC的发生频率都是必不可少的.随后发现。由于争BGT引起Cd+从细胞内释放.从而增加SSC的频率n扪.

a-BOT.}BGT的cDNA和基因组DNA

对铲BGT、争BGT基因的研究发展迅速.a_BGT的cD-

NA序列包括信号肽序列,编码成熟蛋白的序列和5‘.3’-UTR序列.不同_来源的十BGT的cDNA有很高的同源性,其中信号肽序列和5。,3.-UTR序列保守并与眼镜蛇科和海蛇科的序列完全一样.由此可以推断它们由同一个祖先进化

而来的.a-BGT的cDNA全长约500bp,其中5・一端约30

bp.3’・端约200bp为非蛋白编码区域.编码区编码一个由21个氨基酸残基组成的信号肽和一个74个氨基酸残基组成的成熟蛋白质.Liu等[23]从银环蛇毒腺中提取a-BGT的总mRNA,扩增了口-BGTcDNA片段,其全长为530

bp。5・-

UTR33

bp,信号肽63bp.编码区222bp。3’-UTR

195

bp,有

一个终止密码子TGA和AATAA信号polyA序列.a-BGTmRNA在同一个体中也存在多样性。是由转录后编辑形成,还是由于实验中反转录过程的错误、基因克隆中的偏差以及测序过程的误差造成,或两者都有,一直存有争论.

a-BGT的基因组DNA有3个外显子,被2个内含子分隔开.外显子、内舍子连接遵循GT/AG法则,启动子序列和3’-UTR是高度保守的,TATA盒位于转录起始位点上游

25---33

bp.Chang等【“]从银环蛇毒中提取了2个约2700

bp钓基因组DNA,即a-Bgt(A31)和a-Bgt(V31),它们表现出完全一样的基因结构.含有3个外显子基因.在同样的位置插人2个内含子.且它们的核苷酸序列具有98%的同源性.内含子l的长度约为1800bp,内含子2的长度约为540bp.跟短链神经毒素相比.发现内含子2的长度变化比较小,比内含子1保守.短链神经毒素和长链神经毒素的外显子区域比内含子区域更具多样化.林鲁萍[253用引物扩增得到2655bp的口_BGT基因.a-BGT编码区共有288bp.第1个外显子包括58bp的编码区部分,编码信号肽部分N端的20个氨基酸I外显子2全长105bp,编码信号肽剩余的4个氨基酸和成熟肤N端的33个氨基酸,夕}显子3全长128bp.包括编码剩余41个氨基酸部分和1个终止密码子.翻译出来的蛋白序列符合V31变体[2‘1.得到序列的2个内含子分别为1790bp和538

bp.

从银环蛇毒中已分离出7种p银环蛇毒紊异构体.除了A2链外.Al和A3链的cDNA还未克隆到.另外4个A链异构体(A4-AT)的cDNA已被克隆,3个B链cDNA已被克隆.现代色谱技术及氨基酸分析揭示至少有16种争BOT亚型.A链与B链的分开可用二硫苏糖醇还原链问二硫键,也可用2一巯基乙醇还原。然后用碘乙酸烷化.

Long-SenChang等[”3通过PCR扩增争BGT的A链和

B链基因.分析A链和B链基因的编码区,发现有3个外显子被2个内含子分隔开,外显子和内含子连接遵循G,r/AG法则.分析启动子序列.得出结论,A链和B链由不同的基因编码.这个结论支持完整的争BGT来自转录后的A链和

133

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health)2010年第22卷第2期V01.22No.2.2010

B链配对这个观点.克隆到的A链样基因全长3022bp,外显子1编码5・一UTR.25个氨基酸残基组成的信号肽和氨基酸残基l一43,外显子2编码氨基酸残基43-81.外显子3编码氨基酸残基81-120和3。-UTR.克隆到的B1链基因长5062bp.外显子1编码5一UTR.24个氨基酸残基组成的信号肽,氨基酸残基1-5,外显子2编码氨基酸残基5-59,外显子3编码氨基酸残基59-61和3’-UTR.

Cheng等口。3根据p-BGT的B1链启动子区域。3・非编码区.B1链eDNA分别设计引物.扩增从银环蛇提取的13-BOT显示较弱的磷脂酶~活性.为阐明礴脂酶凡的作用机制和生物活性的研究提供了材料.

Wu等m]构建了}银环蛇毒素B链(B1和B2)的cD-NA.B链eDNA编码24个氨基酸组成的信号肽和精氨酸为起始的由61个氨基酸组成的成熟蛋白.B1链eDNA全

长425bp。B2链eDNA全长328bp.将B链亚克隆到表达

载体PET-32a(+),转化大肠杆菌BL21(DE3).用His-Bind树脂柱纯化表达的硫氧还蛋白融合蛋白.B链用Set代替Cys-55。亲和纯化的融合蛋白量至少增加100倍.如果用肠的基因组。克隆到B1、B2、B4、B5、B6链的基因组,B2、B4链的长度分别为4699bp、3243bp.B5、B6链约为2000bp,但不包括启动子序列。同源比较6条B1链的氨基酸序列,显示信号肽有24个氨基酸组成.2个内含子在相同的位置分隔编码区域,B2和B4链第6l位上的氨基酸不同,B5、B6在C末端和N末端缺少2个氨基酸,但是所有的B链都有7个半胱氨酸.位于7个不同的保守位点.比较6条链的基因组,发现内含子I长度几乎一样.内含子2长度变化很大,B4、B5、B6链缺少内含子2的2个区域,但是6条链在剪接位点附近的内舍子2的序列是高度保守的。和眼镜蛇的胰凝乳蛋白酶抑制剂基因作比较,发现有共同的基因组结构,而且核苷酸序列高度相似.

在研究银环蛇毒蛋白酶抑制荆类蛋白质(PILP)时,活性试验表明.重组PILP-I能抑制胰蛋白酶的活性.比较PILP和B链的基因序列,发现有相同的基因结构,除了编码性.这表明。PILP基因和B链基因起源于公共的祖先,进化的加速可能使PILP基因和B链基因具多样化.WewMin能抑制神经母细胞瘤的侵袭和迁移.

a-BGT。P-SeT的克隆和表达

目前,蛇毒神经毒素主要来源于捕蛇或养蛇提取蛇毒后

进行纯化的方法进行.银环蛇由于人工养殖成本高、周期长、越冬存活率极低,因此通过人工养殖获得大量银环蛇毒物,从野生来源获得银环蛇毒也有很大问题.因此从天然蛇和临床治疗比较困难,而通过基因工程得到足够的a-BGT、钱友存等[3】】从银环蛇毒腺中抽提总RNA.RT-PCR扩的信号肽和120个氨基酸的成熟蛋白,该成熟蛋白和其他p和这些A链具有很高的同源性.将p银环蛇毒素A链cD-】34

万方数据

林鲁萍等[33]用已经构建的pGEX-BgTX(P22-A31)质粒mg/L.胡延春等m]将扩增获得的巾BGT基因连接至pUCm-TkD的重组十BGT,其表达量约占细菌总蛋白blotting和间接ELISA检测结果表通过以上研究证明,用基因工程的方法获得蛇神经毒素a-BGT与乙酰胆碱受体结合的亲和力高,因此是研究乙20世纪70年代末,应用I”5标记的a-BGT作配体采探Chang等[刎克隆并表达了PmP-1.PILP-2。PILP-3.蛋白酶信号肽的外显子外。编码蛋白质的外显子比内含子更具多样Chou等汹】发现PILP-3还是基质金属蛋白酶一2的抑制剂,4

激酶切掉融合的硫氧还蛋白,则分离的B链不溶于水.

在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,并用谷胱甘肽SephILroseFF纯化GST-a-银环蛇毒素融合蛋白,再用凝血酶切掉融合标签谷胱苷肽转移酶(GlutathioneS-transferase,睽汀).得到了较纯的重组十银环蛇毒素同工毒素.得率约为1.225用重组口-银环蛇毒素制备多克隆抗体,经ELISA和Wastern杂交鉴定后确定重组口-银环蛇毒素与天然a一银环蛇毒素的抗原性一致.

载体构建克隆质粒pUCm-a-BGT,克隆质粒双酶切后连接至融合蛋白表达载体pGEX-4T一1中.转化大肠杆菌BL21(DE3)进行IPTG诱导表达,表达产物经15%SD争PAGE分析,得到约34的32.16%.Wastem明。a-BGT的融合表达蛋白也与天然的a-BGT标准品具有相似的抗原性.在大肠杆菌BL21(DE3)中的非融合型表达a-BGT占细菌总蛋白的11.98%,主要以包涵体形式存在.也与天然巾BGT标准品具有相似的抗原性哺】.巾BGT基因失望克隆、表达和活性研究,为改造十BGT基因,降低其毒性和用表达的重组十BGT研究乙酰胆碱受体提供了有效的途径.

是可行的。且融合表达效率高,具有较好的可溶性.得到的重组毒素蛋白具有一定的生物活性。并与天然的蛋白有相似的免疫原性.但表达的重组}BGT、pBGT与天然的蛋白相比生物活性有所降低.这可能是因为a-BGT、p-BGT都具有多对二硫键,从而造成无论真核还是原核表达都不能完全正确折叠恢复成天然构象,也可能是在表达纯化的过程中一些试剂的影响,使部分蛋白构象改变而导致生物活性降低。但融合表达.

5银环蛇毒素的应用

酰胆碱受体结构的理想探针,可用于显示完整细胞膜表面乙酰胆碱受体的分布和密度,观察各种药物、毒物和其他致病因子对乙酰胆碱受体动力学变化的影响.也是从组织中分离和纯化乙酰胆碱受体的重要工具‘….

测nAchR的数量对阐明重症肌无力(myastherniagravis,

有较大困难.而野生银环蛇也由于过度捕猎使银环蛇种群数量逐年下降,加上目前银环蛇也列入国家一级保护野生动毒中分离纯化得到足够数量的a-BGT、p-BGT以供科学研究pBGT成为一条很好的途径.

增编码争银环蛇毒素A链的cDNA.克隆并测定了一个新的8-BGT-cDNA全序列,命名为A7链。编码含有27个氨基酸银环蛇毒素A链一样,具有13个位置固定的半胱氨酸,而且NA亚克隆到表达载体pMAL-p2上,转化大肠杆菌BL21菌株,得到高效的可溶性融合蛋白.表达产物经x口因子酶切后

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KEy

to

health)2010年第22卷第2期V01.22No.2,2010

MG)的发病机制起了极大的作用。MG是nAehR自身免疫性疾病.利用a-BGT纯化的nAchR作为抗原。免疫接种于动物.可制成自身免疫性重症肌无力的模型.为免疫调节诊疗的研究提供了必不可少的工具.莫雪安等[3f]利用a-BGT能特异性地不可逆地与突触后膜乙酰胆碱受体结合,争BGT能特异性地不可逆地与突触前膜的相应蛋白质结合的特性.将a-BGT和}BGT混合一起包被酶标板,结合随后加的肌肉提取液中相应蛋白质为抗原。以ABC-ELISA法检测重症肌无力病人血清中混合的抗乙酰胆碱受体抗体(AchRab)和抗突触前膜受体抗体(PsmRab),称为抗突触受体抗体。结果t75名正常人均阴性.80例临床对照组中,除2例运动神经元疾病和1例多发性肌炎阳性外,其余均阴性。本组122例重症肌无力病人中98例阳性(80.3%,其中全身型阳性87.5%).阳性率明显高于单独检测AchRab(P<0.001).创建了重症肌无力诊断的一个阳性率较高的实验室指标。

蛇毒神经毒索能抑制中枢神经系统,尤其是延髓呼吸中枢m】。对周围神经系统的作用主要是阻断神经-肌肉接头处冲动的传导,导致骨骼肌尤其是呼吸肌瘫痪.林鲁萍等口3】采用小鼠化学法镇痛试验表明,重组}银环蛇毒索有一定的镇痛药效,在外周镇痛作用中呈一定的量效关系.于是人们根据蛇毒铲神经毒素这一性质开发出了不成瘾的新型镇痛药,用于镇痛、麻醉和戒毒[3”.神经毒素的镇痛作用与阿片类镇痛药物相比起效较慢,一般肌肉注射或腹腔注射的起效

时同在1h以上,3----5h达高峰H01.

p银环蛇毒素主要用予医学药理学和分子免疫学,制备单克隆抗体,在蛇毒的检测、蛇咬伤中毒的预防和救治等方面具有重要意义“¨.通过研究PLA2酶活性可以帮助了解磷脂在生理生化过程中的作用。利用pBC-T还可以研究突触前神经递质传递的机制.

6展望

目前.我国对银环蛇蛇毒活性成分的分离、基因克隆和生理、病理学方面进行了一定的研究.如在研究清楚各神经毒素的作用机制的基础上根据不同目的对天然蛇毒神经毒紊基因进行改造.则有可能得到毒性低、疗效好,用于治疗神经传导性疾病的药物,以及低成瘾性、高镇痛效果的镇痛药物I同时通过研究银环蛇毒素的毒理,可以设计制备针对各个毒性抗原决定簇的新型抗体,从而可准确鉴别不同种属的毒蛇咬伤。为正确应用抗蛇毒血清起到关键的指导作用.同时新型抗体的应用在银环蛇咬伤治疗中也可大于异源蛋白的输入量的同时起到高效的治疗作用。随着研究的不断深入、技术的不断成熟和完善.银环蛇毒素的研究和应用将会越来越广.

[参考文献]

[1]KohDC,ArmugamA-Jeyaseelan・K.Snake

venorn

components

andtheirapplicationsinbiomedicine[J].Cell.M01.LifeSCi,

2006。63(4)13030—304I.

[2]Lynch.V.Inventing

an

arsenalladaptiveevolutionandneoftlne—

tionalizationofsnakevenomphospholipaseAz

genes[J].BMC

万方数据

EvolutionaryBiology,2007。7(2)11-14.

[33~rdSD・WombleGC・YatesJR,el;a1.Primary

structureof

Gamma-bungarotoxin.ane霄postsynaptieneurotoxinfromyen-

omofBungarus

nmlticinrtus[J].Toxicon.1999.37(4)I609—

625.

[4]Qi蚰YC,FanCY,GongY.etaLcDNAcloningand9equ∞∞

analysisofsix

neuro-toxin-like

proteins

fromChinesecontinen-

tal

bandedkraft[J].BiochemistryandMolBiolInt.1998,46

(4)。821-828.

Is]殷方臣,郑袅。邱藏,等.蛇毒神经毒素研究进展[刀.动物

医学进展。2008t29(8)167-70.

E6]MalcolmD,WolframS。AlfredM.Three-dimensional

structure

ofthe。long”neurotoxinfromcobravenom[J].Biochemistry.

1980。77(5)12400-2404.

[7]SelvanayagamN。MatthewCE,Gwee.Three-Fingera-Neuro-

toxinsandtheNicotinieAeetylcholineReceptor,FortyYears

on[刀.JournalofPharmacologicalSciences,2004.94(1)lI-17.

[83

DuhonMJ,HiderRC.Classificationofphospholipase凡ac-

cording

to

sequenceI

evolutionaryandpharmacologicalimplica—

tions[J].Biochem.1983,137(3)1545-551.

[9]SchmidtRR,BetzH。RehmH.Inhibitionof}bungarotoxin

binding

to

brainembraneabymastcelldegranulatingpep删e.

toxin

landethyleneglycol

his(}aminoe-thylether)一N・N・N・.

N.・tetraaceticacid[J].Biochemistry.1988.27(3)1963-967.

[10]HarveyAL.AndersonAJ.Dendrotoxinslsnaketoxinsthat

blockpotassiumchannelsandfacilitateneurotransmitterre-

lease[J].PharmaeolTher,1985.31(1"--.2)t33-55.

[11]HarveyAL.Robertson13.DendrotordnsIstructureactivity

relationships

andeffects

on

potassiumionchannels[J].Curt.

Med.Chem.2004,23(11)t3065—3072.

[12]YangCC,ChanH乙ImmunochemicalStudies

oil

p1・Bunga・

rotoxin[J].ZoologicalStudies,2000。39(2)179—90.

[13]邓海霞,李其斌.银环蛇咬伤中毒发病机制和治疗的研究进展

口].蛇志。2008。20(1)t35—46.

[14]ChangLS,ChuYP,ChengYC,etB1.Lys-64oftheAchain

isinvolvedintheenzymaticactivityandneurotoxiceffectof

p.

bungarotoxin[J].Toxicon,2005.45(2)1179—185.

[153邓清委,司军强,吕广能,等.}银环蛇毒素对神经系统的影响

及其作用机理口].农垦医学,2000.22(4)・269.

[16]RigoniM.PizzoP.SchiavoG.etaLCalciuminfluxandmito-

ehondrialalterations

at

synapses

exposed

to

snakeneurotoxins

or

theirphospholipid

hydrolysisproducts[J].Bi01.Chem,

2007,28Z(15)111238—11245.

[17]UuwH。KaoPH.ChangSR,et51.Membmnedamaging

ac.

tivitywithAchainandB

chainof争bungarotoxin[J].Toxi・

con,2009。53(2)1262—268.

D8]Wu

F。wuSN.ChangCC。etaLCloningandfunctional

ex—

pressionofBchainsof

p-bungarotoxinsfromBungarus

real—

ticinctus(Taiwanbandedkraft)[J].Biochem,1998,334l87.

92.

[193ChengYC,WangJJ・ChangL&Bchainis

functionalsub—

unitof

p.bungarotoxinforinducingapoptoticdeathofhuman

135

蛇志JournalofSNAKE(Science&NAture

are

KEy

to

health)

2010年第22卷第2期

322-329.

V01.22No.2.2010

neurobhstonmSK—N-SHcellsrJ'1.Toxic-on.2008,61(2)1304-315.

[293ChrIg

S,WangJJ。ChengYC,etaLGeneticorgankationof

protease

Ez03

WuPF.ChangLS・KaoYL・et^L争Bungarotoxininduction

ofneuriteoutgrowthinNBllA3(2)。354—360.

Bungarusmulticinctus

inhibitor-like

proteins[J].

cerisEJ].Toxicon。2008.52

[303

Toxicon。2008,51(8)11490-1495.Chou

WM.LiuWH.ChenKC。eta1.Structure-funetion

on

r21]LiouJC・ChengYC・KangKH・eta1.BothAchainandB

chainofp-bungarotoxin

tation

are

studies

ase

inhibitoryactivityofBungarusmniticinetus

on

prote-

functionallyinvolvedinthefacili-

nell's-

inhibitor-likeprotein

matrixmetalloprotease-2.andin・

of

spontaneous

transmitterreleaseinXenoptm

vasion

andmigrationofhumanneuroblastomaSK—N-SHcells

msseh

cultures[J].Toxicon,2004。43(3)1341—346.

EJ].Toxicon.Z010,55(2)t353—360.

[313

钱友存.范春阳.刘小龙,等.}银环蛇毒索A链cDNA的克隆和表达[J].生物化学与生物物理学报.1999,31(6)t689—694.

Es2]

Wu

[223LiouJC.KangKH,Changrotoxin

in

S.eta1.Mechanismof}bunga-

atneu—

facilitatingspontaneous

transmitterrelease

nDmuseular671-680.

synapse[J].Neuropharnmcology。2006-51(3)I

F,WuSN,ChangCC.ete1.Cloningandfunctional

ofB

ex-

pression

chainsof争bungarotoxinsfrombungarusmul—

krait)[.J].Biochem。1998,334(ptl)l

[233LiuLF,ChangCC.LiauMY,et8LGeneticcharacterizationofthemRNA

tieinctus(Taiwanbanded87・9Z.

encoding

alpha-bungarotoxin,isoformsand

RNAeditinginBungarusmulticinctusglandAcidsRes。1998,26(24)15624-5629.

celisEJ].Nucleicr333林鲁萍,汪芳.章晓波,等.重组口_银环蛇毒素P22-A31的原核表达及功能分析[刀.动物学报,2005,61(6)11102-1108.

E243

ChangLs。LinSK.HuangHB。etal-Geneticorganizationof

a-bungarotoxinsfromBun耳atu¥multicinctus(TaiwanBunded

E34]胡延春,张乃生.欧阳红生.等.a-银环蛇毒素基因表达载体的构建及原核表达[刀.畜牧与兽医,2008,40(4)・7-10.

Krait)Ievidenceshowingthattheproductionofa-bungarotox-

inisotoxinsis

not

E353胡延春.张乃生.欧阳红生,等.a一银环蛇毒素基因的克隆及其非融合型原核表达口].遗传.2006,28(4)。463-469.

derivedfromedited

mRNAs[J].Ncleic

E363

AcidsResearch.1999,27(20)13970-3975.胡彦春。贾艳.张乃生,等.银环蛇毒素及其基因工程研究进展[刀.动物医学进展.2003,24(3)・15-18.

[253林鲁萍.银环蛇蛇毒相关基因的克隆和表达研究[DlB/0L].中

国优秀硕士学位论文全文数据库.2006,(01).

[26]LiuLF,ChangCC,LianMY,etlLGeneticcharacterization

ofthemRNAeditingin

E373莫雪安,郑金瓯。马朝桂.重症肌无力抗突煞受体抗体的检测及其意义[J].卒中与神经疾病杂志.1998,5(2)・79.

encodinga—bungarotoxin

isoformsandRNA

[38]程勃超.蛇毒索成分及临床应用进展[J].中国血液流变学杂志,2007.17(2)1342—344.

Bungaru#multicinctusglandcells[J].Neocleic

['393

AcidsRes。1996.26(24)15624—5629.李其斌.蛇毒口I神经毒索及其基因研究进展[J].蛇志,2001,

13(3)・64-72.

[z7]WuPF,ChangL&GeneticorganizationofAchainandB

chainofB-bungaromxinfromTaiwanbandedkrait(BungarusmulticinctuDI-J].Eur.J.Biochemt2000.267(15)14668-4675.

[28]

ChengC,ChenKC.LinsK,etaLDivergenceofdingBchains

genes

[40]黄立峰.蛇毒神经毒素的镇痛作用[J].福州总医院学报.

2005,12(4)。354-357.

enco-

[41]孔恒,余清声.Beta-银环蛇毒的基因工程研究进展[J].中国医学研究与临床。2004,z(6),59.

of争bungarotoxins[J].Toxicon。2006,47(3)I

Pinl与肿瘤关系

郑东林,陈远能

(广西医科大学。广西南宁530021)

[关麓词]多肽脯氨酰基顺反异构酶;Pinll肿瘤

[中圈分类号]R730.1[文献标识码】A[文章编号]1001--5639(2010)02--0136--04

蛋白质脯氨酸前的丝氨酸/苏氨酸磷酸化修饰在细胞的生命过程中起重要作用,参与多种细胞信号转导通路的调节.Pinl是一种高度保守的、特异的多肽脯氨酰基顺反异构酶(Peptidylprolyl

cistrans

39个氨基酸残基组成,以两个恒定的色氨酸为特征,形成独特的兜状结构.是一个特异性的磷酸化丝氨酸/苏氨酸模体基序的连接区.介导Pinl结合于底物中磷酸化的蛋白质l另一个是C端的肽酰脯氨酰异构酶活性区,由120个氨基酸残基组成,此区包含活化位点.具有RNA聚合酶的功能.以上两区由一个可变氨基酸序列连接,它们共同构成一个双监测

机制‘卜盯.

isomerase,PPIase),能特异性地

催化磷酸化的丝/苏一脯氨酸基序发生顺反异构。影响磷酸化

蛋白的功能.

Pinl基因与Plnl蛋白结构

Pinl基因定位于19p13.编码核蛋白Pinl由163个氨基酸残基组成,相对分子质量为18×103的PPlase.其含有两个功能结构区;一个是N端的色氨酸一色氨酸中心区(Ww)。由

】36

Pinl的功能

丝/苏一脯氨酸基序是细胞周期中许多关键的蛋白激酶

(包括周期素依赖的激酶、丝裂原激活的蛋白激酶、糖原合成

万方数据


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