抗蛇毒蛋白PLIγ的分子改造及模拟肽设计

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31460227
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0505.蛋白质、多肽与酶生物化学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Snake venom phospholipase A2s exhibit a wide range of physiopathological effects, including haemorrhagin, neurotoxicty, cardiotoxicity, and anti-aggregation of platelet, etc., and is known as the major toxin. Therefore, inhibitors of PLA2 are able to diminish the mortality and morbidity of snake envenomation, and are considered as potential antivenom candidate besides antivenin. Natural PLA2 inhibitor (PLI) proteins are mainly found in snake species as product of co-evolution with venom. In our previous assays, we discovered a new gamma PLI from Sinonatrix annularis that strongely inhibited enzymatic and hemorrhagic acitivities of svPLA2. What's more, PLIγ were expressed in a variety of snake livers, but differed in acitivities. In order to investigate the structure-function relationship, we schemed to modify the PLIγ molecule of Sinonatrix annularis by DNA shuffling, error-prone PCR and site-specific mutagenesis. Phage display technique are going to be used to screen PLIγ mutations that with higher inhibition effeciency. Bioinformation analysis on these high acitivity PLIγs' secondary and 3D structure will be carried out for a further understanding of key amino acids and domains. Subsequently, mimic peptides design and validation will be conducted by employing molecular docking and assay. These experiments are benificial to drug discovery of antivenom and anti-inflammation diseases.
蛇毒PLA2家族具有出血毒、神经毒、心脏毒、抗血小板聚集等毒性,是蛇毒中的主要毒素。因此,PLA2抑制剂可以有效降低毒蛇咬伤的致死致残率,是除抗蛇毒血清之外的良好抗蛇伤药。天然的PLA2抑制蛋白主要来自蛇本身,它是与蛇毒协同进化的产物。通过筛选,我们前期在华游蛇中发现了一种可强烈抑制蛇毒PLA2酶活性和出血毒性的蛋白-PLIγ。我们还发现PLIγ在多种蛇肝脏均有表达,但活性差异较大。为了深入了解PLIγ结构与功能的关系,我们拟采用DNA改组、易错PCR和DNA定点突变等方法,对华游蛇PLIγ进行分子改造,利用噬菌体表面展示技术,筛选更强抑制活性的PLI γ突变体。我们还将通过生物信息学方法,分析高活性PLIγ的二级和空间结构特点,进一步明确PLIγ的关键氨基酸和结构域。基于这些位点和结构域,通过分子对接和活性实验,我们希望得到强活性PLIγ小分子模拟肽,为抗蛇毒和抗炎性疾病药物奠定基础。

结项摘要

本项目中,我们系统开展了12种蛇血清PLIγ活性测定,克隆获得9种PLIγ基因。建立了“蛇毒-sepharose 4B”亲和柱,实现了一步分离蛇血清PLIγ。根据活性筛选结果,选择华游蛇(saPLIγ)和王锦蛇PLIγ(ecPLIγ)为亲本,进行了PLIγ DNA改组。将突变体库PLIγ插入噬菌体质粒pCANTAB5e,以五步蛇毒为靶标,用噬菌体展示库淘选技术,获得了三种与蛇毒有高亲和力的嵌合PLIγ(cPLIγ)。测序和比对结果表明,三种cPLIγ主要是华游蛇和王锦蛇PLIγ在不同位点的序列拼接结果。构建了亲本和三种cPLIγ的pET28表达质粒,比较了亲本和cPLIγ蛋白的抗五步蛇毒出血毒活性。结果表明cPLIγ2活性高于亲本,在二级和三级结构方面与华游蛇PLIγ更相似,150–155位的α-螺旋可能与PLIγ活性有关。本研究中,我们系统阐述了蛇毒PLA2作为广谱抗蛇毒药靶点的科学基础和意义,并系统研究了华游蛇PLIγ和伐瑞拉迪(PLA2小分子抑制剂)广谱抗蛇毒出血毒、肌肉毒和系统毒活性,探讨了PLA2抑制剂对中毒肌肉再生和功能重建的影响。另外,我们采用低保真Taq酶,对华游蛇PLIγ进行易错PCR,构建了突变体库。采用定点突变方法,将华游蛇PLIγ的PGLPFSQLN区突变为赤练蛇型PGLPLSYPN。结果表明该区域三个氨基酸发生突变后,突变的PLIγ抗出血毒活性下降,表明该区域是PLIγ的活性区域。本研究为广谱抗蛇毒药物PLIγ的开发和活性改进提供了立论依据和实验基础。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Synergistic strategies of predominant toxins in snake venoms
蛇毒中主要毒素的协同策略
  • DOI:
    10.1016/j.toxlet.2018.02.004
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Toxicology Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Xiong Shengwei;Huang Chunhong
  • 通讯作者:
    Huang Chunhong
Isolation and biochemical characterization of a gamma-type phospholipase A(2) inhibitor from Macropisthodon rudis snake serum
蛇血清中 γ 型磷脂酶 A(2) 抑制剂的分离和生化特性
  • DOI:
    10.1016/j.toxicon.2016.09.011
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Toxicon
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Zhong Lipeng;Huang Chunhong
  • 通讯作者:
    Huang Chunhong
Orthogonal optimization of prokaryotic expression of a natural snake venom phospholipase A2 inhibitor from Sinonatrix annularis
天然蛇毒磷脂酶 A(2) 抑制剂原核表达的正交优化
  • DOI:
    10.1016/j.toxicon.2015.10.018
  • 发表时间:
    2015-12-15
  • 期刊:
    TOXICON
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Le, Zhen;Li, XingZhang;Huang, Chunhong
  • 通讯作者:
    Huang, Chunhong
华游蛇PLIγ的毕赤酵母表达及其抗蛇毒sPLA2活性
  • DOI:
    10.13764/j.cnki.ncdl.2017.02.011
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    南昌大学学报(理科版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李婧婧;李兴章;孙士民;张登虹;黄春洪
  • 通讯作者:
    黄春洪
High activity chimeric snake gamma-type phospholipase A(2) inhibitor created by DNA shuffling
DNA改组产生的高活性嵌合蛇γ型磷脂酶A(2)抑制剂
  • DOI:
    10.1016/j.toxicon.2018.08.011
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Toxicon
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Sun Shimin;Zhang Denghong;Zhang Jing;Huang Chunhong;Xiong Ying
  • 通讯作者:
    Xiong Ying

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其他文献

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    黄春洪
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    黄春洪
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    黄春洪

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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