黄海葵毒素的分离纯化及鉴定【开题报告】

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1、毕业设计开题报告生物科学黄海葵毒素的分离纯化及鉴定一、论述海葵杀虫多肽毒素的研究现状，说明选题的依据和意义动物毒器(Venomgland)是动物界亿万年进化过程中为生存(防卫和捕食)形成的高度特化的器官，其产生的毒液中冇丰富多样的生物活性专一的多种毒索分子。近年的研究证明，动物毒液是有重要研究价值的生物活性物质的“富矿区”,在生物和人类医学研究中占重要地位，其中对于动物毒素中的多肽类成分的研究H益受到关注。在陆生动物屮，蛇，蜂类，蝎及蜘蛛等动物的毒素是人们研究的重点；而在海洋生物中，芋螺，海葵，海兔，海绵等低等海洋动物的毒素因其分子结构新颖，活性强而同样受到

2、重视。目询已冇越來越多的毒索多肽成为开发抗肿瘤，抗病毒，镇痛肽，杀虫肽等药物或工具试剂的先导分子，在医学，药学，神经牛物学等各研究领域发挥着越来越重要的作用。因此，动物毒素基因及其编码的活性蛋白质、多肽和英他毒素分子资源正而临许多国家及跨国制药与生物制品公司的激烈争夺。海葵多肽毒索的研究是天然动物毒索的一个重要领域，当前对海葵多肽毒索研究已成为继蛇毒、蝎毒，芋螺毒研究之后的又一个天然毒素研究的热点。对于海葵毒素的研究具有以下儿个方面的意义：①作为新型生物医药的分子模板；②作为药物靶点的探针；③神经生物学研究的工具试剂；④新型生物杀虫剂的先导分了；⑤蛋口质工程

3、的框架分了和研究基因形成，突变和进化的理想模型。海葵又名海菊花、海淀根，属于腔肠动物门(Coelenterata)、珊瑚虫纲(Anthozoa)、六放珊瑚亚纲(Hexacorallia)。其下有三个口，包括海葵口(Actiniaria)、群体海葵目(Zoanthidea)和角海葵目(Ceriantharia)海葵种类繁多，目前冇报道的已超过1000种，广泛分布于世界各海区，中国海葵品种约占世界的l/10o海葵的触手及身体均含有大量的刺细胞，每个刺细胞里都有一个特殊囊状的细胞器，名为刺丝囊，内储存着毒液，刺丝管盘曲在刺丝囊内，刺丝尖端为刺针。当海葵受到外界机械

4、或化学刺激时，会释放刺丝刺入猎物身体并通过刺丝管将毒素注入猎物体内，以此达到捕食或防御的目的。目前已经从约40种海葵中分离到超过70种多肽毒素，根据其作用靶点的不同可以分为三大类，分别为作用于屯压门控钠离子通道(Nav)的毒索，分子量为3-5kDa；作用于电压门控钾离子通道(Kv)的毒素，分子量为3.5・6.5kDa；以及作用于其他离子通道的多肽毒素。1):海葵钠通道毒素：海葵钠通道毒素是在上世纪七十年代从海葵中分离到的一类多肽毒素分了，目前通过分离纯化以及基因克隆的方法从海葵中总计分离到超过50种钠通道毒素，Norton等根据其氨基酸序列差异将其分为三种类

5、型，分别为1型，2型和3型[2]。1型和2型钠通道毒素通常由46-49个氨基酸残基组成，分子中均含6个半胱氨酸并形成三对二硫键，连接方式为1-V,11-1V和111-VI。目前已发现冇超过30种海葵钠通道毒素屈丁J型，而在属于2型钠通道毒素中仅发现不到10种。这两型钠通道毒索的半胱氨酸残基在序列中分布具有保守性，但其一级结构方面又各冇特点，例如，1型钠通道毒素序列屮带电荷氨基酸数量较少，而2型钠通道毒素则含有丰富的带电荷氨基酸残基，此外2型钠通道毒素的带电荷残基在其序列中呈簇状分布，例如在其N端存在冇连续的-Asp-Asp-Asp/Glu-序列，而在其序列C

6、端存在-Arg-Lys-Lys-Lys-序列。而1型钠通道毒素则没有这一结构特征。尽管1型和2型钠通道毒索在序列上存在较大差异，但普遍认为这两型钠通道毒索起源于一个共同的利I.先分子，同吋，Ishida等从最原始的一类海葵Halcurias屮分离到一种名为Halcurin的钠通道毒素，Halcurin的序列同时具有1型和2型钠通道毒素的结构特征，因而更加证实了1型和2型钠通道毒素具冇共同祖先的假说⑶。3型钠通道毒索是一类相对较短的多肽毒索，廿前只发现5种，通常由27-32个氨基酸残基组成，分子屮含8个半胱氨酸并形成四对二硫键，但也有例外，如Martinez等

7、从沟迎风海^Anemoniasulcata中分离到的ATXIII只含三对二硫键。与1型及2型钠通道毒素相比，3型钠通道毒素不仅二硫键的数量耍多，同时其半胱氨酸在序列中的分布也有很大不同，例如，1型和2型钠通道毒素的双联半胱氨酸(-Cys-Cys-)位于序列的C端，而3型钠通道毒索的-Cys-Cys-位于序列的N端(图1),这也预示着3型钠通道毒素可能采取了一种完全不同于1型及2型钠通道毒素的结构模体〔2】。目前的研究表明，海葵1型，2型和3型钠通道毒素的作用方式为抑制钠通道的失活而使钠通道保持在开放状态，从而使得动作电位重复发放，造成猎物出现痉挛海葵钠通道毒

8、素以其高特界性，强的亲和能力而成为研究钠离子通道结构