纳帕海舞蛛毒液中抗寨卡病毒多肽的结构与功能研究

Zika virus (ZIKV) is a mosquito-borne virus belonging to the genus Flavivirus and has reemerged in recent years with epidemic potential. ZIKV infection may results in severe syndromes such as neurological complications and microcephaly in newborns. Therefore, ZIKV became a threat to public health worldwide and currently there is no approved specific drug to treat it. Since animal peptides have been adapted by animals for millions of years, they are important resources of natural antiviral drugs. This project focus on the China-specific spider Alopecosa nagpag and some previously identified anti-ZIKV peptides from the spider venom. And this study will be carried out in the following aspects: 1) the structure analysis of anti-ZIKV peptides identified from the venom of A. nagpag; 2) the antiviral function of the A. nagpag anti-ZIKV peptides in vitro and in vivo; 3) clarify the antiviral mechanisms of the A. nagpag anti-ZIKV peptides. This study may provide novel anti-ZIKV peptides with therapeutic potentials and may also be useful for further systematic studies on the components of the venom of A. nagpag spider which lived in high altitude and cold region.

寨卡病毒属于蚊媒传播的黄病毒属病毒，近年来再度爆发并具有流行潜力。寨卡病毒感染可能引起神经系统损害和新生儿小头症等严重症状，给人类健康带来重大威胁，尚无已批准的特效治疗药物。动物毒素多肽经过长期的进化与适应，是天然抗病毒治疗药物的重要资源库。本项目将针对我国特有的纳帕海舞蛛和前期研究中已从该蜘蛛毒液中获得的部分抗寨卡病毒多肽，开展以下几个方面工作：1）纳帕海舞蛛毒液抗寨卡病毒多肽的结构研究；2）在体外和体内水平研究纳帕海舞蛛多肽的抗病毒功能；3）研究抗寨卡病毒多肽的作用机制。本项目有望发现有应用潜力的抗寨卡病毒多肽分子，也将为纳帕海舞蛛这一高寒地区特有蜘蛛的毒液成分的系统研究提供基础。

寨卡病毒属于蚊媒传播的黄病毒属病毒，近年来再度爆发并具有流行潜力。寨卡病毒感染可能引起神经系统损害和新生儿小头症等严重症状，给人类健康带来重大威胁，尚无特效治疗药物。动物毒素多肽经过长期的进化与适应，是天然抗病毒治疗药物的重要资源库。我们收集了纳帕海舞蛛的毒液，经过一系列纯化手段如葡聚糖凝胶色谱、反相高效液相色谱等分离并鉴定了一种抗病毒肽GY-36，并根据合理的命名法将其最终命名为Antiviral-Lycotoxin-An1a (Av-LCTX-An1a)。用Edman降解法解析了该抗病毒多肽含有36个氨基酸，序列为GFGCPLDQMQCHNHCQSVRYRGGYCTNFLKMTCKCY。An1a含有6个半胱氨酸，其中形成3对二硫键，配对方式为Cys4-Cys25、Cys11-Cys33、Cys15-Cys35，预测等电点为pI=8.65。通过构建DENV和ZIKV的NS2B-NS3蛋白酶表达载体后，利用实时荧光蛋白酶抑制实验和Dixon分析发现An1a能够抑制NS2B-NS3蛋白从而抑制DENV2和ZIKV复制。作为ZIKV NS2B-NS3pro的竞争性抑制剂，Ki值为12.54±1.88 μM。其中，作为DENV NS2B-NS3pro的竞争性抑制剂，Ki值为9.47±1.23 μM。同时，还发现金环蛇抗菌肽Cathelicidin-BF（BF-30）衍生类似物ZY13能够通过直接作用和增强抗病毒免疫两种机制，在体外和体内发挥显著抗寨卡病毒感染的作用。通过项目实施，项目负责人以第一作者和通讯作者身份发表标注论文6篇，培养研究生5人。发现多个动物毒液来源的抗寨卡病毒候选分子，有望为纳帕海舞蛛这一高寒地带的蜘蛛毒液成分的系统研究提供基础。