特异阻断α6* nAChRs的新型α-芋螺毒素的发现与研究

【作者】 熊洋； 朱晓鹏； 吴勇； 长孙东亭； 罗素兰；

【机构】 海南大学热带生物资源教育部重点实验室海南大学生命科学与药学院海口市海洋药物重点实验室；

【摘要】 烟碱型乙酰胆碱受体(nAChRs)是自然界普遍存在的一种具有重要生理功能的跨膜蛋白,属于配体门控型阳离子通道蛋白大家族的成员之一,它们广泛分布在中枢和外周神经系统中,以及血液和免疫细胞上。近年研究表明,含α6亚基的乙酰胆碱受体亚型(α6~*nAChRs,*表示其他亚基),包括α6/α3β2β3(α6*β2)与α6/α3β4(α6*β4)两种亚型,主要分布于儿茶酚胺能核、海马体、背根神经节和中脑多巴胺能区域,介导生物体的生理调节功能,如:情绪、疼痛、成瘾、奖赏、抑郁等。由于缺乏α6*亚型的特异性分子探针,限制了该类受体结构与功能的研究、以及与之相关的神经生理、病理和药理学研究。α-芋螺毒素(Conotoxins,α-CTxs)是一类特异作用于nAChRs不同亚型的小分子多肽,并能区分结构相似的不同亚型,是研究nAChRs结构和功能、以及相关疾病发病机理的重要工具。目前,α-CTxs中能将α6~*亚型与其它众多亚型区分开的特异性分子探针还很有限。本研究从海南产织锦芋螺中发现了一系列新型α-芋螺毒素,经化学合成线性肽与氧化折叠,获得了定点连接的、含有两对二硫键的活性肽,具有天然球状异构体(globular)的构象。利用非洲爪蟾卵母细胞表达各种乙酰胆碱受体的电生理模型,对这些多肽进行靶点筛选和鉴定。结果发现,有1个α-芋螺毒素Txd13,对含α6亚基的nAChRs受体,即α6~*β2与α6~*β4两种亚型,有很强的阻断活性,但对其他亚型几乎没有作用。Txd13对大鼠α6/α3β2β3 nAChR的半阻断剂量仅为2.35 nmol,对大鼠α6/α3β4nAChR的半阻断剂量为90.93 nmol。因此,α-芋螺毒素Txd13是迄今发现能将α6~*nAChRs和其他nAChRs亚型区分开的高活性新化合物。Txd13可作为α6~*nAChRs的特异性分子探针,在α6~*nAChRs结构与功能、以及与该受体有关的神经疾病发病机制研究和治疗药物的筛选和设计等方面,具有重要意义和很高的应用价值。更多还原