【摘 要】
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蝎毒素是蝎子在长期进化过程中形成捕食猎物和防御天敌的有利武器,按二硫键的数目可分为2类：无二硫键多肽和含二硫键多肽。本文通过cDNA文库构建和筛选的方法,从亚洲雨林蝎(He
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蝎毒素是蝎子在长期进化过程中形成捕食猎物和防御天敌的有利武器,按二硫键的数目可分为2类：无二硫键多肽和含二硫键多肽。本文通过cDNA文库构建和筛选的方法,从亚洲雨林蝎(Heterometrus spinifer)中分离出三个新的无二硫键多肽,分别命名为Heterin-1、Heterin-2和Spiniferin。这三个无二硫键多肽分别由43、24和13个氨基酸组成。同源性分析表明,Heterin-1、Heterin-2和Spiniferin分别是NDBP3、NDBP4和NDBP5家族的新成员,命名为NDBP5和NDBP5.24°此外,Heterin-1、 Heterin-2以及Spiniferin和抗菌肽一样具有两亲性α-螺旋的结构特征。通过对Heterin-1、Heterin-2和Spiniferin进行基因组克隆和基因组序列分析,发现Heterin-1、Heterin-2和Spiniferin三个基因均由两个外显子和一个内含子组成,内含子的插入位置均为信号肽的编码区内。此基因组组织结构与已报道的Na+、K+、Cl-通道毒素的基因组织结构一致。由此推测无二硫键多肽基因和含二硫键多肽基因来源于同一个祖先。以Heterin-2和Spiniferin为模板分别通过删除C-末端的KKD和替换氨基酸来设计衍生肽Heterin-2M和Spiniferin-M,研究结构与功能的关系。抗菌实验结果表明Heterin-1对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌均有抗菌活性。在试验的革兰氏细菌之中, Heterin-1对Bacillus megaterium和Micrococcus luteus有显著的抑菌效果,最小抑菌浓度均为4.0μM。Heterin-2对革兰氏阳性细菌有较强的抗菌活性(最小抑菌浓度为5.6μM-30.0μM),而对革兰氏阴性细菌却显示出微弱的抗菌活性。有趣的是,当删除Heterin-2C末端自由卷曲的KKD尾巴之后,发现它的抗菌活性和特异性发生显著性变化。Heterin-2对革兰氏阳性细菌的抗菌活性普遍增强,而对革兰氏阴性细菌的抗菌活性普遍变弱。由此可知,多肽的疏水性和多肽抗菌活性的选择性相关,降低多肽的亲水性能够降低抗菌肽对哺乳动物细胞的毒性。Spiniferin对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的抗菌活性都比较弱。当我们在Spiniferin的α-螺旋结构的极性面中引进3个电荷之后,发现其对大部分的革兰氏抗菌的抗菌活性普遍增强。由此,证实了电荷对抗菌肽的抗菌活性和溶血性的重要性。但对少数细菌而言,Spiniferin的极性面引进电荷之后,对它们的抑菌能力却没有发生变化。本文通过上述研究结果扩展了我们对蝎子中无二硫键多肽的多态性、进化以及结构与功能关系等领域的了解。
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