动物神经毒素起源的实验室模拟

发展神经毒素是有毒动物生态适应的一个成功范例，但其起源和进化一直是一个未解之谜。以胱氨酸稳定的α-螺旋和β-折叠超家族为代表，综合序列、结构、功能和进化数据的分析，我们首次提出蝎神经毒素可能起源于祖先抗真菌防御肽的假说。本项目利用蝎钠通道毒素BmKITc和抗真菌防御肽Drosomycin为模型，以结构和功能进化为导向，探讨具有相似三维结构的无脊椎动物神经毒素和抗微生物多肽之间的进化联系。通过基因工程手段将BmKITc 的NC结构域转移到Drosomycin 的支架上进行正向模拟，同时将BmKITc 的NC域删除进行逆向模拟。利用动物毒性试验、电生理技术和抗真菌实验等手段检测进化模拟分子功能特性的转换并研究这种转换的结构基础。本项目首次运用实验生物学方法人工模拟动物毒素起源这类重要的科学问题。对动物神经毒素起源机制的认识将有助于阐明物种生态适应的分子机理以及开发"进化指导"的多肽类药物。