眼镜蛇(Naja naja atra)毒中一种新的穿膜肽(NA-2)的分离纯化及其鉴定研究

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细胞穿膜肽(cell penetrating peptide, CPP)是一类能直接进入真核细胞的肽类分子,能有效地将许多生物活性物质(包括肽类、蛋白质、DNA片断、PNA、siRNA、脂质体和纳米磁性颗粒等)载入到胞质、或胞核、或两者兼之。鉴于CPPs的这种特性,国内外在诸多研究领域如生物膜系统、基因传输系统和药物传输系统等展开了较多的基础和应用研究探索。先后从多种生物体中得到了一些天然的CPP,如Tat蛋白(来自HIV21病毒)、ANTP(为果蝇同源异型转录因子)、HSV21(来自单纯疱疹病毒)、VP22(为蛋白转录因子)及crotamine(来自响尾蛇毒)等等。它们尽管在序列的大小和结构上存在差异,但是都具有细胞跨膜功能,而且表现出跨膜效率高和较小细胞毒性,这些暗示它们是一类潜在的药物载体。  目前为止,在蛇毒中只见在响尾蛇毒中报道有CPP,眼镜蛇毒中是否有CPP至今未见有报道,所以本研究首先要确认眼镜蛇毒中是否有 CPP,即我们将粗毒超滤去掉大分子蛋白质而得到多肽,然后将这些肽与异硫氰酸荧光素( FITC)偶联标记,最后对人卵巢癌细胞株 A2780进行跨膜实验(以 Tat48-60作为阳性对照),结果显示有跨膜现象发生,这提示眼镜蛇毒中可能含有CPP。为此,我们采用HPLC从这些肽中分离纯化得到多个主峰,并对这些峰逐一做跨膜实验,显示只有一个主峰有CPP跨膜活性。随后,针对该活性峰做HPLC层析,得到两个单一的肽峰,跨膜实验表明只有第一个肽峰具有跨膜活性,该肽名为NA-2。质谱鉴定得到NA-2的分子量为6,600Da。  CCK8毒性实验显示,NA-2终浓度达到100μM时,其对人卵巢癌细胞株A2780仍无细胞毒性,相反对该细胞有一定增殖作用。对不同细胞类型跨膜实验表明, NA-2对多种细胞类型都具有穿膜活性,如人卵巢癌细胞株 A2780细胞、人宫颈Hela癌细胞和人内皮EC细胞等。NA-2的不同浓度(1μM、5μM、10μM)与跨膜行为实验表明存在量效关系;不同孵育时间(2h、6h、10h、24h)与跨膜行为实验表明存在时效关系;不同孵育温度(4℃、10℃、37℃)与跨膜行为实验表明, NA-2进入细胞的量近乎相同,提示在4℃-37℃度范围内对其跨膜活性没有显著影响。  总之,本研究首次从我国产的眼镜蛇毒中发现了一个新的CPP即NA-2,其对多种类型细胞具有跨膜活性,且无细胞毒性。该NA-2在跨膜行为上显示量效关系和时效关系,在4℃-37℃度范围内表现出稳定的跨膜活性。这些结果虽然为NA-2的基因传输和药物传送等应用研究奠定了一定基础,但是阐明NA-2跨膜分子机制是关系到NA-2开发应用中一个十分重要的问题,该问题还有待深入研究。
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