眼镜蛇科cathelicidin基因的分子克隆及活性研究

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Cathelicidins是天然免疫系统中的一种带正电的宿主防御肽段,它们广泛地分布在哺乳类及其他一些物种如鱼类,鸟类中。它们均包含保守的前肽区和多变的C-末端成熟抗菌肽区域,该抗菌肽区域无论是在种间还是种内都不保守。   首次分别从爬行纲眼镜蛇科的眼镜蛇,金环蛇,眼镜王蛇三种毒蛇的毒腺cDNA文库中克隆了3个cathelicidin编码序列。所克隆到的序列编码的开放阅读框架均长576bp,编码191个氨基酸残基组成的蛋白前体。从cDNA开放阅读框推导得到的毒蛇cathelicidin都含有22个氨基酸残基组成的信号肽,135个氨基酸残基组成的cathelin保守区域以及34个氨基酸残基组成的成熟肽区域。与哺乳类中的cathelicidin基因的高度多样性不同,来源于3种毒蛇的cathelicidin基因在核酸和蛋白水平都比较保守。结构分析表明,以上3种毒蛇的cathelicidin成熟肽由第157位的Val被elastase切割而产生。采用化学合成法合成推导得到的眼镜王蛇的cathelicidin(OH-CATH)。在1% NaCl的浓度下,该合成肽对测试的多种细菌具有很强的抑菌活性,MIC值为1-20μg/ml。与此同时,即使当浓度高达200μg/ml时,该合成的肽段对人的红细胞依然没有溶血活性。对脊椎动物的cathelicidin遗传进化树分析发现毒蛇类的cathelicidin聚在一起。从进化上看,蛇的cathelicidin与来源于小鼠、大鼠、兔的中性粒细胞颗粒蛋白更接近。毒蛇的cathelicidin可能为新药开发提供了一个很好的模板。
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