解析伊朗黄肥尾蝎磷脂酶 A2:解锁蝎毒奥秘,探寻治疗新径

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究蝎毒磷脂酶 A2(PLA2)的特性及应用,研究人员从伊朗黄肥尾蝎中克隆 PLA2基因并在大肠杆菌中表达。结果显示重组 PLA2有磷脂酶活性、抗菌性等。这为抗蝎毒治疗及相关研究提供新思路。

  在神秘的自然界中,蝎子作为一种独特的生物,其毒液蕴含着诸多未知的奥秘。伊朗黄肥尾蝎(Hemiscorpius lepturus)便是其中极具危险性的一种,它虽只造成伊朗约 15% 的蝎子蜇伤事件,却导致了约 95% 的蜇伤死亡案例。其毒液无痛且症状发展缓慢,常使患者错过最佳治疗时机,引发如肾病综合征、皮肤坏死性损伤、肾衰竭等严重症状,尤其对儿童危害极大。
目前,针对蝎毒的研究尚不完善,蝎毒中磷脂酶 A2(Phospholipase A2,PLA2)的结构与功能更是有待深入探索。明确毒液成分的生化特性至关重要,这不仅有助于揭示蝎毒致病机制,还能为开发新的治疗方法提供关键线索。

在此背景下,来自伊朗伊斯兰阿扎德大学科学与研究分校生物学系以及伊朗巴斯德研究所毒液与生物治疗分子实验室的研究人员,开展了一项极具意义的研究。他们旨在对从伊朗黄肥尾蝎中分离并在大肠杆菌(E. coli)中表达的 PLA2进行全面的生化鉴定与表征,并对其多克隆抗体进行体内研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为蝎毒研究领域带来了新的曙光。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过基因克隆技术,将 PLA2基因克隆到 pET - 26b (+) 载体中,并转化至大肠杆菌 BL21 (DE3) pLysS 进行表达。之后利用亲和层析法纯化蛋白,借助圆二色谱(CD spectroscopy)分析重组蛋白的二级结构。同时,采用酶活性测定、最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)测定以及酶联免疫吸附测定(ELISA)等实验方法,对 PLA2的各项特性进行研究。实验样本中的成熟链来源于先前研究,实验动物为雄性新西兰白兔,购自伊朗巴斯德研究所。

下面来看具体的研究结果:

  • 分子克隆、纯化及免疫印迹:成功将 PLA2基因克隆并在大肠杆菌中表达,获得约 14kDa 的蛋白。经 Ni - NTA 亲和柱纯化后,SDS - PAGE 和 Western blotting 证实了蛋白的纯度和身份。
  • 重组蛋白结构:CD 光谱分析表明,重组蛋白的二级结构中 β - 折叠占 45.1%,无规卷曲占 36.6%,转角占 10.3%,α - 螺旋占 8.1% 。
  • 酶活性测定:PLA2在水解卵磷脂实验中展现出磷脂酶活性,且在 6.25μg/mL 时活性达到最高。在不同温度下,25°C 时其磷脂酶活性超过 70%,37°C 时降至约 62% 。
  • ELISA 测定:多次注射 PLA2免疫兔子后,ELISA 检测发现兔血清中抗 PLA2多克隆抗体水平逐渐上升,第五次注射后达到峰值,显示出 PLA2良好的免疫原性。
  • MIC 和 MBC 测定:PLA2的 MIC 为 31.25μg/ml,能有效抑制细菌生长;MBC 为 0.5mg/ml,可杀死全部测试细菌,体现出其较强的抗菌和杀菌能力。

在研究结论与讨论部分,该研究成功对伊朗黄肥尾蝎毒液中的 PLA2进行了全面的生化特性表征和免疫原性研究。重组 PLA2展现出显著的磷脂酶活性,具备开发为抗蝎毒药物或疫苗的潜力。其免疫原性为抗蝎毒血清的研发提供了重要依据,有望减少对野生蝎子毒液的依赖,既有利于保护蝎子物种,又为蝎毒治疗开辟了新方向。同时,研究中发现的 PLA2活性受温度影响等特性,为后续深入研究其功能和开发相关治疗手段提供了关键信息。此外,研究还为利用重组 DNA 技术生产毒液蛋白提供了实践经验,推动了毒液研究和抗毒血清生产向更可持续、更符合伦理的方向发展,对提升蝎蜇伤治疗效果和管理水平具有重要意义。

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