蝎毒的结构与功能特征

2019-05-23 19:57:52 发布者: 浏览: 29 次 关键词:
摘要: 有人采用高效反相液相色谱法观察来源于钳蝎科中不同亚科及属的7种蝎毒的蛋白/多肽图谱,通过比较蝎毒 间的差异,对制定相应质量标准有着重要意义。如采用HPLC法获得蝎毒的指纹图谱,并测定可影响蝎毒质量的蝎淋巴液和可能用于掺伪的3种蛇毒的图谱,为蝎毒及其制剂的进一步开发应用提供有价值的实验依据。而且,通过研究10种蝎神经毒的图谱,以及蝎毒在溶液中的相对构象,毒素CD谱个体间的相似性,与它们顺序

蝎毒素是由20-80个氨基酸残基构成的小分子蛋白质,其分子量小,结构中含有稳定的以半胱氨酸为中心的α/β模体,即一个α螺旋通过2对二硫键与1个反向平行β片层相连接。作用于钾离子通道的多肽蝎毒素的氨基酸序列已被测定,它们的分子中含3-4对二硫键。以这3对二硫键为基础的共同特征序列为-CXXXC-,-GXC-,-CXC-(其中X表任意一种氨基酸),它们分别以1-4,2-5和3-6的方式配对。而在含有4对二硫键的配对方式为1-5,2-6,3-4和7-8。其立体结构呈紧密球形。以来源于以色列金蝎(Leiurusquinquestriatus hebraeus)的蝎毒素charybdotoxin为例,它含有37个氨基酸残基,由3个反向平行的β片层与一个短的α螺旋通过3对二硫键形成稳定的三维结构;从该类蝎中获得的另一种蝎毒素scyllatoxin,含1个α螺旋及1个反向平行的β片层,分子内含有3对二硫键;来源于中东金蝎(Scorpio maurus palmatus)的蝎毒素maurotoxin也具有类似的结构。模体中α螺旋的长度在不同毒素中有一定的差异。β片层由2个或3个β链组成,链2和链3形成一个反向平行的β片层。

通过对钠通道毒素的功能结构域(functional domains)的研究,发现它的三维空间结构具有1对芳香族氨基酸残基(Trpl0和Phel7)及带正电荷的残基(1ysB、Arg18、Lys62和Arg64),该结构中起着非常重要的作用,包括引导与钠通道相作用,毒素的空间结构排列和钠通道识别过程中电位的形成。

蝎氯毒素的空间结构与蝎钾离子通道毒素相比,其中最大的差异在于连接α螺旋和C端β折叠的α/β转角上。在钾离子通道毒素中,这一个转角中的疏水残基形成一个疏水核心,将N端与分子其余部分联系起来。在氯离子通道毒素中,α/β转角没有形成疏水区域,而是由Gly-Arg(Lys)重复形成正电荷富集区,有可能是毒素发挥功能的活性区。蝎氯毒素分子中比蝎钾离子通道毒素多一对二硫键Cys2-Cys19,由这一对二硫键将N端与分子中其余部分联系起来。 

Ca2+通道毒素的结构不同于其它蝎神经毒素的保守α/β结构,它采用“抑制剂半胱氨酸结”的方式折叠起来,分子中的二硫键形成了紧密的核心,核心外的环状结构和毒素的N端部分暴露在溶液中。分子的C端部分有一个反向β平行折叠,N端部分的一段β折叠与这一平行折叠垂直。阳离子电荷残基Lys11-Lys16构成了两种毒素重要的结构膜序。此结构膜序被认为是软诺丁受体激活的重要结构,因此可以认为毒素与通道蛋白是通过静电作用,导致大量构象改变而相互作用,这为识别引起通道开放的软诺丁受体结构域提供了有用的多肽探针。