多肽合成

许多动物和植物(如蛇、蝎、海葵等)在自然选择和进化过程中获得了产生毒液的能力，以此来捕食或保护自己。毒蛋白中的多肽毒素能特异地作用于离子通道、细胞膜表面受体等生命活动相关的蛋白质。由于毒素与靶标蛋白相互作用具有高度的特异性和亲和力，毒素可作为分子工具，研究蛋白质的结构和生理功能，并用于开发治疗疾病的药物。

   法国研究人员早在2012年从黑曼巴蛇毒中分离出了两种能使小鼠止痛的肽类物质“Mambalgins”。通过深入研究发现，Mambalgin能有效抑制中枢神经系统和初级痛觉受体的酸敏性离子通道(ASIC,Acid-SensingIonChannel)，阻断神经通路中与疼痛相关的信号，从而达到止痛的效果。其止痛作用与吗啡相媲美，而且副作用较小，因而具有药物开发价值。

  再后来，利用蛋白质化学合成技术于2014年成功制备出具有生物活性的Mambalgin1毒素，并利用液体NMR法对Mambalgin毒素的溶液结构进行了分析。但Mambalgin毒素如何进行特异性识别，抑制人源ASIC通道活性(该种毒素对人源、鸡源ASIC通道的抑制效果存在明显差异)，其机理有待进一步研究。

  近日，中国科学技术大学田长麟课题组与清华大学刘磊课题组合作，利用冰冻电镜技术对人源酸敏感离子通道hASIC1a和hASIC1a与Mambalgin1复合物的结构进行了解析，并应用19F-NMR、膜片钳电生理功能分析等技术对其进行了综合分析，揭示了毒素多肽结合和抑制hASIC1a离子通道的结构机制。

  HASIC1a/Mambalgin1复合结构表明，毒素多肽是通过静电作用和疏水作用在hASIC1a蛋白胞外域的外侧形成的，这一事实修正了前人关于毒素与ASIC通道相互作用的假设。更进一步的研究显示，Mambalgin1选择性地结合关闭的ASIC通道，把离子通道锁定在关闭构像上。即使质子浓度上升，通道也很难被打开。因此，作者提出了Mambalgin1毒素通过状态锁定(closed-statetrapping)机制对ASIC通道活性进行抑制。这种新机制的提出，将为靶向hASIC1a的创新多肽药物的开发提供重要线索。

  此外，虽然来人源ASIC通道(hASIC1a)与鸡源ASIC通道(cASIC1)在总体上具有高度相似性，但HASIC1a和cASIC1特定位点上氨基酸的差异导致Mambalgin1对hASIC1a和cASIC1的抑制作用存在差异，从而揭示了Mambalgin1毒素多肽对不同物种的调节作用的物理和化学基础差异。

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