敬钊毒素-Ⅱ与钠通道1.5作用的分子机制研究

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敬钊毒素-Ⅱ(JZTX-Ⅱ)是一种从敬钊缨毛蛛粗毒的毒液中分离纯化而得到的由32个氨基酸组成分子量为3561.13 Da的多肽毒素,包含6个半胱氨酸形成3对二硫键,属于ICK模体结构。通过Edman降解测得JZTX-Ⅱ的氨基酸序列为GCGTMWSPCSTEKPCCDNFSCQPAIKWCIWSP。  本实验室前期研究结果表明,JZTX-Ⅱ对大鼠心肌细胞具有选择性作用,延缓其河豚毒素不敏感(TTX-R)钠通道的失活,对大鼠DRG神经元上的钠通道有微弱的影响,对大脑中的钠通道几乎没有作用。然而,我们并不知道JZTX-Ⅱ作用于哪个特定的钠通道亚型以及其作用的分子机制。在四个所检测的电压敏感钠通道亚型中,JZTX-Ⅱ对hNav1.5的作用是最强的(EC50=125±4nM),与rNav1.3相比作用要强10倍,毒素对rNav1.4和hNav.7有非常微弱的作用。动力学相关实验结果显示,虽然JZTX-Ⅱ抑制Nav1.5电流失活,但是对其稳态失活没有影响。0.5μM毒素处理使Nav1.5最大峰电流的激活电压朝超极化方向漂移了约10 mV,但是对通道的起始激活电压以及翻转电位不产生影响,说明当JZTX-Ⅱ存在时Nav1.5电流可能更容易被激活,并且其不改变通道的离子选择性。此外,JZTX-Ⅱ加快了Nav1.5通道从快失活状态恢复的速度,减少了通道失活的数量,缩短了通道从失活状态到关闭状态的过渡期。实验结果还表明,毒素从toxin-Nav1.5复合体上的解离是电压依赖性的,更强的去极化电压处理能引发更快的解离。相比于解离曲线的电压依赖性,JZTX-Ⅱ的重新结合表现出非电压依赖性,不同的复极化电压对毒素重新结合的动力学影响不明显。嵌合体实验分析表明,Nav1.5第四个结构域(DIV)的电压敏感元件(VSD)对JZTX-Ⅱ与Nav1.5的结合起至关重要的作用。单点突变实验分析表明,一些位于Nav1.5 DIV的S1-S2和S3-S4胞外连接环上的突变体(T1548A、D1549A、D1609A、Y1614A、F1615A、S1617A)减少了毒素与Nav1.5结合的亲和力。我们的实验数据鉴定了JZTX-Ⅱ对Nav1.5快失活抑制作用的分子机理,与alpha蝎毒素相类似,JZTX-Ⅱ与神经毒素受体位点3相结合。
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