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东亚马氏钳蝎中新型活性多肽的纯化,基因克隆与功能鉴定

许琛琦  
【摘要】:在漫长的3.5亿年的生存选择中,蝎子逐渐进化出了形形色色,功能各异的神经活性多肽。这些多肽是它们进攻与防御的主要武器,大多作用于各类Na~+和K~+通道。K~+通道是生物体中最基础的功能蛋白之一,在诸多的生理过程中起着至关重要的作用。目前,蝎活性多肽已经成为研究K~+通道的药理,生理,结构和功能特性的最有力的工具。然而K~+通道成员复杂,含有80多种亚型,其中许多亚型的性质几乎是一无所知。为了得到更多研究K~+通道的工具,本文致力于从东亚马氏钳蝎中的毒腺中纯化和鉴定新型K~+通道的阻断剂。 通过综合运用各类色谱技术,本文共纯化和测序了5个新型K~+通道的阻断剂:BmBKTx1,BmTx3,BmSKTx1,BmSKTx2和BmK38。同时BmSKTx1,BmSKTx2和BmK38的cDNA基因以及BmSKTx1的Genomic基因也被分别克隆。功能鉴定的结果表明BmBKTx1是一个钙激活型钾离子通道(K_(Ca))的阻断剂,能同时作用于高电导型(BK)和低电导型(SK)的K_(Ca)通道。在种属的选择性上,BmBKTx1只作用于昆虫的BK通道。BmTx3是一个双功能多肽,分子上具有两个分离的功能面,分别对应于HERG通道和A型钾电流的阻断活性。BmSKTx1和BmSKTx2是专一的SK通道阻断剂。BmK38的生理功能还未有明确的阐述。从一级结构上看,它属于K~+通道阻断剂这一大类。从高级结构上看,它有一个明显突出于分子表面的β转角,暗示了其功能的特异性。 中文摘要 本文同时从东亚马氏钳蝎中纯化到了一个Chlorotoxin的类似物 BmCITx。Chiorotoxin是一个特异性抑制神经胶质瘤的药物,正处于班I期 临床试验。因此BmCITxl的纯化也提供了一个潜在的抗肿瘤药物前体。 除了各种实验方法外,本文还运用流行的进化痕迹分析法综合分析了各 类K+通道阻断剂在进化上的保守性和趋异性,预测了作用于刀石尺G通道的 Y--KTx的功能面,并进一步详细讨论了孔区阻断与塔楼区阻断这两种阻断方 式的区别。 关键词:蝎活性多肤,钾离子通道,基因克隆,电生理,进化痕迹分析


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