在多种动物中已发现基因编码的神经毒,但还没在两栖动物中发现。最近,我们首次从华西雨蛙(Hyla annectans)皮肤中发现了基因编码的神经毒anntoxin (JBC,2009),不同于其它神经毒含有三个以上的二硫键,anntoxin仅含有二个二硫键,60个氨基酸,具典型的Kunitz分子构型,它对河豚毒素敏感的钠通道具有强烈的抑制作用,也体现强的丝氨酸蛋白酶抑制活性,为双功能多肽毒素。本项目拟在前期工作基础上,定点突变anntoxin关键结构域A位点和P位点,对这些分子突变体进行结构与功能研究,找到其结构和功能关键位点和氨基酸残基,识别该毒素发挥其双功能性能的结构功能关系及分子机制,为设计、利用高效、专一作用的钠通道毒素打下基础。
amphibians;neurotoxin;site-directed mutagenesis;TTS-Nav;trypsin inhibitor
按照项目计划书,完成了相关研究工作。通过改变华西雨蛙皮肤中发现的神经毒素anntoxin A位点和P 位点的氨基酸残基组成,研究了各个位点对Anntoxin 高级结构和生物功能的作用。设计了anntoxin的P位点和A位点各5个单突变体,合成了cDNA序列,分别构建了重组表达质粒,得到10 个重组anntoxin (r-anntoxin1-10)。利用3D-NMR技术构建r-anntoxin1-10的3D-NMR溶液结构,并与anntoxin的3D-NMR溶液结构进行比较,考察了各个位点对anntoxin结构的影响。同时利用发色底物和胰蛋白酶检测了r-anntoxin1-10体外胰蛋白酶抑制剂活性。用膜片钳技术测试了r-anntoxin1-10对TTS-Nav的作用。为了研究各个位点对anntoxin体外生物活性的影响,进行动物急性毒性实验。以上这些研究为设计和利用高效、作用专一的钠通道毒素打下了基础。受该课题资助发表了5篇SCI收录研究论文(均标注了该课题号31000962)。