蜘蛛钠离子通道抑制神经毒素的结构与功能研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenjuanliu_b06213
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虎纹捕鸟蛛(Selenocosmia huwena)、海南捕鸟蛛(Selenocosmia hainana)和雷氏大疣蛛(Macrothele raveni)均是在我国近年来发现的蜘蛛新种,前两者属于捕鸟蛛科,而后者属于异仿蛛科。三种蜘蛛均能捕食昆虫和小型脊椎动物。本文利用小鼠神经细胞瘤×大鼠神经胶质细胞的杂交细胞NG108-15,通过全细胞记录(whole-cell recording)模式的膜片钳技术,检验了虎纹捕鸟蛛、海南捕鸟蛛和雷氏大疣蛛的粗毒对NG108-15细胞膜上电压门控河豚毒敏感型(TTX-S)钠电流和延迟整流钾电流的作用。结果表明,三种蜘蛛粗毒对外向延迟整流钾电流没有明显作用,但对TTX-S的快钠电流表现出较强的抑制效应。抑制效应呈量效关系。三种粗毒抑制钠电流的有效半抑制浓度(IC50)相应约为:3.4mg/L;1.8mg/L和11.0mg/L。海南捕鸟蛛毒素-Ⅳ(HNTX-Ⅳ)和海南捕鸟蛛毒素-Ⅴ(HNTX-Ⅴ)是从海南捕鸟蛛粗毒中经阳离子交换和反相HPLC柱层析分离出来的两种神经毒素,MALDI-TOF质谱鉴定前者相对分子质量为3,989Da,含有三对二硫键,由35个氨基酸残基组成;后者相对分子质量为3,972Da,与前者只相差16个质子,也含有三对二硫键。HNTX-Ⅴ经491测序仪测得其氨基酸组成为:NH2-ECLGFGKGCNPSDQCCKSANLVCSRKHRWCKYEI-COOH,含35个氨基酸残基,6个半胱氨酸全部参与了二硫键的形成,该毒素对小鼠膈神经-膈肌标本有阻遏作用。与HNTX-Ⅳ的一级结构相比较,两种海南捕鸟蛛毒素只有一个残基的不同,HNTX-Ⅴ为Ala20而HNTX-Ⅳ为Ser20,故两者应为一天然突变体。在全细胞电压钳记录模式下,我们进一步观察了两毒素对SD大鼠背根神经节(DRG)细胞电压门控激活钠电流(INa)的影响。实验结果表明:HNTX-Ⅳ和HNTX-Ⅴ均不影响河豚毒不敏感型(TTX-R)钠电流,但对TTX-S钠电流却有明显的抑制作用,抑制作用具有浓度依从性,其IC50分别为34.8nmol/L和42.3nmol/L。50nmol/L HNTX-Ⅳ作用于DRG 摘要.细胞5分钟后,TTx一s钠电流的激活与失活相以及通道稳态激活特征均无明显改变,但TTX一s钠通道能引起钠通道的半稳态失活电压有约10.lmV的超极化漂移。100二。1/L IINTX一V也不影响TTX一s钠电流的激活相和失活相,对钠通道的激活闽值和最大激活电压也无明显改变,但能引起钠通道的半稳态失活电压有7 .7mV的超极化漂移。从上可知两肤类毒素在性质上差异不大,因此我们也可以肯定肤链第20位氨基酸残基应该不是影响TTX一S钠通道的关键残基。同时两种海南捕鸟蛛毒素从影响TTX一S钠通道的方式上来看,与其它已知肤类蜘蛛毒素如6一ACTXs等通过作用于位点3引起延缓钠通道的失活时间存在明显不同,我们推测HNTX一IV和IINTx一v可能是以一种新的不同于其它蜘蛛毒素的方式来影响钠通道的,而TTX一S钠通道位点1则很有可能便是它们的作用位点,与TTX和林一eonotoxins相似。
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