芋螺是一种生活在热带海洋浅水区的软体动物，其毒液管分泌的芋螺毒素 是芋螺捕食的主要武器。芋螺毒素是一类富含二硫键(也有少数不含二硫键) 的活性多肽，多数由10-40个氨基酸组成，能特异地作用于各种离子通道和神 经递质受体。根据信号肽序列和半胱氨酸骨架的不同，芋螺毒素可以被分为七 个主要的超家族：A-，T-，O-，M-，P-，I-和S-超家族，最近还发现了L-和J-超家族。 相对于其它动物毒素，芋螺毒素具有分子量小、结构稳定、序列超变异、作用 靶点广泛、功能专一、组织特异性强等优点，既可以被用作神经生物学研究的 探针，也可被直接开发成药物或作为药物的先导化和物。因此对芋螺毒素的研 究有重要的理论意义和实际意义。 本文第一部分是研究α-芋螺毒素的基因结构。从五种芋螺，包括食鱼的花 玛瑙芋螺(C .achatinus)，食软体动物的大理石芋螺(C. marmoreus)，食虫的 槲芋螺(C. quecrinus)、豹芋螺(C. leopardus)和芝麻芋螺(C. pulicarius)中， 克隆得到8个α-芋螺毒素的基因序列(包括两个假基因)。结果表明α-芋螺毒素 的基因为两个外显子中间插入一个内含子的结构，内含子插入于前体肽第六个 氨基酸的密码子中，且第二个外显子的编码区(编码前体肽的后一部分和成熟 肽)的突变速率比第一个外显子(编码信号肽和前体肽的前一部分)高得多。 对内含子序列的分析表明，与其它动物毒素相比，α-芋螺毒素的内含子更长， 序列更复杂，有两种特殊的重复序列，此外3’端的最后14个核苷酸完全一致。 芋螺毒素的内含子结构很可能与成熟肽的高突变率有关。同时，利用保守的内 含子3’端序列，还从基因组DNA中克隆到了更多的α-芋螺毒素，这是除了蛋 白分离纯化和从cDNA克隆以外的第三种得到芋螺毒素序列的方法。 本文第二部分是对唐草芋螺(C. caracteristicus)的芋螺毒素进行了蛋白分 离纯化和cDNA克隆。唐草芋螺是中国南海的一种食虫芋螺。本文的研究表明， 它的毒液中富含A-，O-、M-、T-超家族芋螺毒素及与I-超家族相似的含有四对 二硫键的芋螺毒素。其中分离纯化到的α-芋螺毒素CaIA和CaIB含有γ-羧基谷 氨酸，它们的cDNA克隆和前体肽序列丰富了对γ-羧基化酶识别位点的理解， 并测定了它们对部分乙酰胆碱受体亚型的活性。另外分离纯化到的calla和 callb具有与I-超家族相似的半胱氨酸骨架，但是cDNA克隆的结果表明它们 的信号肽序列不同。利用这段信号肽序列从芝麻(C. pulicarius)及信号芋螺 (C. litteratus)中也克隆得到类似于calla的序列及含有6个半胱氨酸的毒素。 因此这种毒素是广泛存在的，可能是I-超家族的一个新家族。本文还分离纯化 到一个含有四对二硫键的ca3517，其半胱氨酸骨架和目前已发现的芋螺毒素都 不一样。最后本文尝试了用酿酒酵母重组表达calla。 关键词：芋螺毒素，基因结构，内含子，分离纯化，cDNA克隆