斑络新妇蛛多肽毒素分子多样性研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:syyyqw
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斑络新妇蛛是在分布于中国,日本,越南等地的一种有毒蜘蛛。它的毒液由许多具有不同生物活性物质组成。为了更好地开发利用该生物资源,阐明斑络新妇蛛毒素分子多样性及其遗传进化机制是非常重要的。我们取斑络新妇蛛的毒腺建立cDNA文库,随机挑取单克隆进行测序,共得到高质量的EST总数为1380条,有效序列最短为127 bp,最长为1089 bp,平均长度为578 bp。1380个EST序列经归类后得到601个唯一序列(Unique sequence),包括85个重叠群(contigs)和516个单一序列(singletons)。其中,蜘蛛毒素基因有460个,包括59个重叠群和401个单一序列,占整个转录组的76.53%;与通常细胞蛋白有关的基因113个,包括16个重叠群和97个单一序列,占整个转录组的18.80%。另外还有4.67%没有匹配到与数据相似的序列或者相似性非常低。序列提交到GenBank,序列收录号为KF433089-KF433818。在所得的斑络新妇蜘蛛毒腺cDNA文库中,共获得460个毒素类多肽,占所有测序的表达序列标签的比例为33.33%,去冗余后可得431条全长的毒素前体(含有信号肽,富含酸性氨基酸残基的中间肽和成熟肽)。根据毒素前体肽序列的相似性,采用MEGA5.1 Neighbor-joining Bootstrap method(邻接法)对所有斑络新妇蜘蛛毒素前体肽构建构建进化树。结果显示,所有毒素前体肽被分成13个超家族(超家族A-M),并且有些毒素超家族还包含它们的相关家族。另一方面,对普通细胞蛋白相关的转录子进行的基因注释揭示了一些新的可能的毒素成分和毒囊重要细胞生理过程的相关成分,比如蛋白翻译后修饰,细胞运动,蛋白质合成,能量供应等等。斑络新妇蛛毒腺的转录组分析和基因的注释展示了毒腺这个特化的产毒器官中的生理概况。蜘蛛粗毒中富含生物活性物质,从盐到多结构域蛋白质,尤其以多肽类成分为主。我们利用离子交换、色谱技术分离纯化了斑络新妇蜘蛛毒素粗毒,并通过质谱鉴定了分离纯化到的蜘蛛毒素成分,利用膜片钳技术研究了斑络新妇粗毒对DRG的影响作用,我们发现斑络新妇粗毒对DRG TTX-R型电流、DRG TTX-S型电流有一定抑制作用,还观察到细胞毒作用。在接下来的工作中,我们将继续深入进行斑络新妇蜘蛛毒素的结构及功能研究,包括斑络新妇蜘蛛毒素对昆虫的活性作用研究。另外,我们基于高通量化酵母双杂交技术对研究ASICS相互作用蛋白质的优势,将ASIC1a、ASIC2a亚基胞外环基因分别构建到酵母双杂交诱饵载体pGBKT7上,成功构建了 2个酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-ratA1a和pGBKT7-ratA2a,完成了所构建载体的表达及鉴定工作。2个酵母双杂交诱饵载体自激活以及阳性、阴性对照实验。将两个酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-ratA1a和pGBKT7-ratA2a通过library scale的高通量筛选虎纹捕鸟蛛cDNA文库,经过初步筛选得到1288个准阳性克隆,经SD/Leu/-Trp、SD/-His/-Leu/-Trp、SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp/X-α-Ga 验证及显色反应筛选到6个与ASIC1a、ASIC2a相互作用的克隆,提取克隆完成质粒测序,为后续ASICs相互作用的蛋白质的研究工作奠定了实验基础。敬钊缨毛蛛(Chilobrachys jingzhao)是近几年在我国发现的又一蜘蛛物种,分布于广西及海南等地。它的毒液是由许多生物活性成分组成的复杂混合物。我们在敬钊缨毛蛛粗毒中分离得到了敬钊毒素-58(JZTX-58],为了对JZTX-58毒素进行更深入的研究,克隆了敬钊毒素-58(JZTX-58]的基因。并且通过采用表达质粒pVT102U/α和酿酒酵母S78菌株构成的真核表达系统,经过分离纯化、质谱分析鉴定成功表达得到敬钊毒素-58(JZTX-58]蛋白质。我们将继续深入进行敬钊毒素-58(JZTX-58]的结构及功能研究,尤其是我们推测的JZTX-58可能具有抗疟原虫的活性的研究。综上所述,我们构建了斑络新妇蛛的毒腺cDNA文库,利用分子生物学、生物化学、质谱、膜片钳及生物信息学等技术对斑络新妇蛛毒腺的转录组进行了研究,分离鉴定到一批可能具有较高活性的蜘蛛毒素成分,研究分析了斑络新妇蜘蛛多肽毒素的分子多样性,功能和进化的关系,初步对斑络新妇蜘蛛毒素粗毒进行了功能研究分析,为进一步研究斑络新妇蜘蛛毒素的功能打下了基础。我们基于高通量化酵母双杂交技术对ASICS相互作用蛋白质进行了研究,通过构建酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-ratA1a和pGBKT7-ratA2a通过library scale的高通量筛选虎纹捕鸟蛛cDNA文库,经过初步筛选得到1288个准阳性克隆,筛选到6个与ASIC1a、ASIC2a相互作用的克隆,为后续ASICs相互作用的蛋白质的研究工作奠定了实验基础。我们成功克隆了敬钊毒素-58(JZTX-58]的基因。并表达得到JZTX-58蛋白质,为我们进一步研究敬钊毒素-58(JZTX-58]蛋白质可能具有的抗疟原虫的活性的研究奠定了重要的基础。
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