巴拿马Tityus cf. asthenes蝎毒腺与粗毒转录组-蛋白质组联合分析:酶类、毒素及抗菌肽的系统鉴定与功能解析

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Proteome Research 3.8

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  本研究通过整合转录组(RNA-seq)与蛋白质组(MS/MS)技术,系统解析了巴拿马地区Tityus cf. asthenes蝎毒腺及粗毒的分子组成。研究人员鉴定出包括透明质酸酶(hyaluronidase)、电压门控Na+ /K+ 通道毒素、金属蛋白酶(metalloproteinases)等17类功能分子,首次揭示该物种毒液的复杂生物活性网络,为抗毒血清开发及神经科学工具分子挖掘提供新靶点。

  

蝎类毒液作为自然界最复杂的生物活性分子库之一,其成分多样性一直是毒理学与药物开发的研究热点。然而,中美洲地区特有蝎种Tityus cf. asthenes的毒液组成长期缺乏系统研究,导致该物种咬伤救治方案缺乏分子基础,也错失了潜在药物先导化合物发现的机遇。

为填补这一空白,来自巴拿马的研究团队在《Journal of Proteome Research》发表研究,采用多组学联用策略首次揭示该蝎种的毒液分子图谱。通过高通量RNA测序(RNA-seq)结合串联质谱(MS/MS)技术,研究人员对毒腺组织及粗毒样本进行深度解析。

毒液成分系统鉴定
研究共鉴定出17类功能分子,包括:

  1. 作用于电压门控Na+
    通道的神经毒素,可能通过干扰动作电位传导导致神经系统症状;
  2. 新型低分子量多肽(LVPs),其非二硫键桥结构提示独特作用机制;
  3. 金属蛋白酶(metalloproteinases)和丝氨酸蛋白酶(serine proteases),与组织损伤和炎症反应相关;
  4. 首次在该物种发现的α-淀粉酶(alpha-amylases)和蝎钙调素类似物(scorpion calcin-like),暗示毒液可能影响能量代谢和钙信号通路。

功能模块解析
特别值得注意的是:

  • 透明质酸酶(hyaluronidase)作为"扩散因子"的检出,解释了该毒液快速全身扩散的临床特征;
  • 库尼茨型(Kunitz-type)丝氨酸蛋白酶抑制剂和环肽胰蛋白酶抑制剂(cyclotide trypsin inhibitors)的共存,显示毒液具有精细的蛋白酶调控网络;
  • 几丁质酶(chitinases)和凝集素(lectins)的存在,提示毒液可能具有抗病原体防御功能。

研究意义
该研究构建了迄今最完整的Tityus cf. asthenes毒液分子图谱,其价值体现在:

  1. 为临床中毒救治提供特异性靶点,如针对Na+
    通道毒素的抗体设计;
  2. 发现多个具有药物开发潜力的先导化合物,如非二硫键桥肽(nondisulfide-bridged peptides)可能成为新型镇痛剂;
  3. 揭示蝎毒进化过程中功能模块的组合规律,为比较毒理学研究建立新范式。

这项研究不仅推进了对中美洲蝎种毒液生物学的认知,更通过多组学整合策略为天然毒素研究提供了方法论参考。未来研究可聚焦特定毒素分子的结构功能解析及其生物医学应用开发。

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