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芋螺毒素(CTX)是当今海洋药物研究和开发的热点,备受世界药学界的关注。芋螺毒素化学结构新颖,生物活性强,作用靶位的选择性高,已成为药理学和神经科学的有力工具和新药开发的新来源。生活在热带海洋中的芋螺在我国仅存在于南海,是海南特有的药用海洋生物资源。
在CTX中作用于nAChR(神经末端的乙酰胆碱受体)的α-CTX具有CC-C-C半胱氨酸模式。不同的α-CTX对脊椎动物受体的亲和性不同,有时相差几个数量级。这种种系间的差异使得α-CTX可作为有用的探针用于研究脊椎动物nAChR的种系发生,可作为分子探针来确定nAChR的不同亚型;α-CTX作为分子模型,设计新药;作为研究神经性疾病如帕金森氏病、行动障碍、精神分裂症等的工具药,探讨发病机理。α-芋螺毒素还能结合和阻断小细胞肺癌表面的nAChR,在小细胞肺癌的诊断和治疗中有潜在应用价值。食虫α-CTX可开发为多肽杀虫剂。大多数种类的芋螺毒管中存在α-CTX,估计在芋螺属的毒液中至少有1000中不同的α-CTX。至今已发现和研究过的、或有临床应用价值的α-CTX仅十来种,不足百分之一。海南产α-CTX的研究才刚起步,绝大多数α-CTX(99%以上)尚未被发现和研究。因此研究与开发新的α-CTX具有重要意义。
本研究通过采用不同的DNA与RNA提取方法,建立了一套适合芋螺核酸提取的优化方案;利用RT-PCR方法,从海南产疣缟芋螺、信号芋螺、织锦芋螺中克隆到三个新型α-芋螺毒素基因LCN、LeDN和TeAN。根据基因推测出成熟肽LCM、LeDM和TeAM氨基酸序列,它们的半胱氨酸模式为CC-C-C,具有特异结合nAChR受体的活性。通过人工合成或体外重组表达所得芋螺毒素,进一步研究其受体活性,它们即是新药开发的候选药物或先导化合物。本研究为开发芋螺毒素药物提供了新思路和研究基础,在新兴的海洋生物制药业中具有广阔的应用前景。