分析测试百科网

搜索

喜欢作者

微信支付微信支付
×

湖南师大梁宋平教授用蛋白质组学方法研究中国狼蛛毒素

2007.6.08
头像

jianglingling

致力于为分析测试行业奉献终身

面对全部有毒液(venom)物种,人们因为对蜘蛛过分恐惧而对其额外心存介蒂。实际上虽然所有的4万多种蜘蛛都有毒腺,但只有少数几种对人体有害,而且从统计学上看,蜘蛛咬人事件极少发生。

毒液本身是由质量不同的分子组成的混合物,毒素(toxin)只是其中一小部分。依据毒素作用方式可将其分为neurotoxins(神经毒素,作用于神经)、cardiotoxins(心脏毒素,作用于心脏)、haemorrhagins (作用于血管)、血液毒素(haemotoxins,作用于血液)、nephrotoxins﹙肾脏致毒物质,作用于肾﹚、necrotoxins(作用于组织)和myotoxins(肌肉毒素,作用于肌肉)。这些多变的生物学特征有助于人们根据药理学活性发现新成分。

现代毒液研究通常采用蛋白组学,因为这些混合物中的靶标是肽和/或蛋白。然而,许多研究局限于分子质量只有2-9 kDa的低分子量肽。梁宋平和来自湖南师范大学、北京大学的同事认为造成肽段质量小的主要原因,一是毒液中高分子量蛋白含量较少,二是缺少蜘蛛基因组和 cDNA文库。

梁与其同事研究毒液产量较大的中国狼蛛Chilobrachys jingzhao,以毒液中的肽和蛋白为靶标,寻找毒素和生物学活性成分。研究小组双面夹攻,最先进行凝胶过滤,将毒液中的分子按分子量以10kDa为标准分为两部分,然后利用各种分馏和质谱方法对各个组分进行分离提纯。

含量较少的蛋白片段首先利用双向电泳分离,然后利用胰岛素对各个蛋白点进行胶体内水解,利用基质辅助激光解析电离(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization ,MALDI)MS/MS和肽质量指纹谱(peptide mass fingerprinting)技术分析所有消化的物质,但没有得到任何匹配物。研究人员对此并不感到奇怪,因为原本也没有蜘蛛的蛋白质组/基因组数据库。

对于这些消化物质的后备技术是MALDI MS/MS和LIFT技术的de novo测序,其中涉及到高能量碰撞和电喷雾离子化 LC/MS/MS。结果鉴别出90个蛋白点中的47个,发现了酶、血蓝蛋白、毒素样蛋白和许多未知或假定蛋白。这些酶与许多途径有关,但没有发现在其它狼蛛的毒液中已经研究得较为透彻的毒素成分。

质量在10 kDa 以下、含量较多的肽段,经过阳离子交换色谱被分为8部分,研究人员对各个部分分别进行反相HPLC分离共得到97种片段,然后利用MALDI MS 和Edman测序法对逐个分析这97种片段,结果得到了大约120种已知肽段,其中60种已经过全部或部分测序,70%以上的质量在3-5 kDa之间,10%的分子质量在5-8 kDa 之间,与其它狼蛛毒液研究结果一致。

所有经过全部测序的肽段都含有3或4个二硫键,大约30%的C末端被胺化,翻译后修饰很少,一些肽段与之前在这种蜘蛛中发现的jinzhaotoxins相匹配。

研究小组进行了系统发生分析,以便进一步弄清这些经过全序列测序肽段的生物学功能。一组似乎是杀虫毒素;第二组由钠离子和钾离子通道抑制剂组成,这些也是这种蜘蛛的主要毒素成分。这些结果为进一步研究中国狼蛛提供了参考资料,有助于寻找药用的生物活性特异的肽段和蛋白。

原文:Proteomics 2007, 7, 1892-1907: "Proteomic and peptidomic analysis of the venom from Chinese tarantula Chilobrachys jingzhao"

文章推荐