全沟硬蜱钠通道抑制剂IPTX-I的结构和功能研究

Tick is the first biological vector spreading disease of livestock and second only to mosquitoes as vectors causing human disease.The most notable feature of blood-sucking is that ixodid ticks feed for an extended period of over 2 weeks. The anaesthetics are typically secreted in tick saliva gland and are potentially involved in the resistance of the host immune responses, but there are no reports about the active compounds and the mechanism of anaesthetics. A 4 kDa peptide toxin IPTX-I acting as a new blocker of sodium channel has been isolated from persulcatus ixodes and showed notable analgesic activity. The structure, function and molecular basis of the new peptide toxin IPTX-I would be in deep and comprehensive study in this project. The main work will focus on the primary and secondary structure, the gene sequence and subtype of sodium channel interacting with the new peptide toxin. The physiologic function , the relationship between tick paralysis and 4 kDa peptide toxin should also be well studied. This work will provide an important basis for biological control of tick,diagnosis and treatment of tick bite.

蜱是传播畜牧疾病最多的媒介生物，其传播的人类疾病也仅次于蚊子。硬蜱吸血的显著特色是吸血时间可长达2个星期。蜱唾液腺能分泌麻醉剂以逃避宿主排斥反应从而成功从宿主获得血液，但这些麻醉剂的物质基础和作用机理还未见报道。最近我们从全沟硬蜱钠分离纯化到一分子量为4KDa毒素多肽IPTX-I，初步研究发现其为钠通道阻断剂，且具有显著的镇痛活性。本课题将深入研究该4KDa毒素多肽IPTX-I的结构、功能和作用于钠通道的分子机制。主要工作内容将阐明IPTX-I的一级、二级结构，基因克隆，作用的钠通道亚型，具体的生理功能以及与"蜱麻痹"相关性。该研究将为蜱的生物防治以及蜱叮咬的诊断和治疗提供重要依据。

蜱是传播畜牧疾病最多的媒介生物，其传播的人类疾病也仅次于蚊子。硬蜱吸血的显著特色是吸血时间可长达2个星期。蜱唾液腺能分泌麻醉剂以逃避宿主排斥反应从而成功从宿主获得血液。ISTX-I是从蜱虫分离得到一个钠通道毒素，本项目研究其结构和功能关系，主要内容包括：多肽ISTX-I的结构、功能和作用于钠通道的分子机制。主要工作内容将阐明ISTX-I的一级、二级结构，基因克隆，作用的钠通道亚型。在本项目的研究中已经获得了多肽的氨基酸序列和核苷酸序列，通过核磁共振解析了蜱钠通道毒素的空间结构并发现了这是一种全新的空间构象；检测了毒素-I对钠通道、钾通道和钙通道的活性，发现其专一性的抑制钠通道，进一步的研究发现该毒素选择性的作用钠通道亚型Nav1.7；比较ISTX-I空间结构发现其结构介于ICK和αβ两种不同的构象之间，成为了这两种常见毒素模体进化的一个中间体，通过进化树发现ISTX-I在进化的过程中更加接近于蜘蛛毒素。.本项目立足于我国丰富的蜱资源，系统的研究蜱唾液腺中多肽类神经毒素，为保护我国生物资源具有重要意义。到目前为止，我国在蜱毒素领域的研究几乎是空白，因此我国亟需开展蜱类毒素研究。本研究首次发现作用于钠通道的蜱神经毒素并将深入研究蜱毒素和钠通道相互作用机制，将可能为解释蜱瘫的形成机理提供理论基础，对蜱瘫的诊断和治疗具有重要意义。