蛇類(lèi)在進(jìn)化過(guò)程中形成了獨(dú)特的自我保護(hù)機(jī)制以應(yīng)對(duì)自身毒液可能帶來(lái)的危害。其中血液中存在的磷脂酶A?抑制蛋白是關(guān)鍵的防御因子之一。日本蛇類(lèi)研究所的Ryoichi Shirai、Kana Shibata、Shinobu Fujii、Rikiro Fukunaga與Seiji Inoue研究團(tuán)隊(duì)在Toxins期刊上發(fā)表了一項(xiàng)研究通過(guò)細(xì)胞色素c親和層析技術(shù)從多種蛇類(lèi)血清中一步純化出富含亮氨酸的α?-糖蛋白并系統(tǒng)評(píng)估了其作為β型磷脂酶A?抑制劑的潛在功能。該研究不僅建立了一種高效的純化方法還揭示了不同蛇種LRG在結(jié)構(gòu)與功能上的多樣性為理解蛇類(lèi)抗毒機(jī)制的演化提供了重要線(xiàn)索。研究過(guò)程與結(jié)果蛇類(lèi)血液中存在三類(lèi)磷脂酶A?抑制蛋白PLIα、PLIβ和PLIγ。其中PLIβ因其結(jié)構(gòu)與人類(lèi)富含亮氨酸的α?-糖蛋白高度同源被認(rèn)為是蛇類(lèi)LRG的直系同源物。LRG在哺乳動(dòng)物中功能尚不明確但在蛇類(lèi)中可能參與對(duì)自身毒液中堿性PLA?的中和作用。以往純化PLIβ多采用多步層析法過(guò)程繁瑣且回收率低。本研究利用LRG與細(xì)胞色素c的高親和性建立了一步親和純化法成功從多種蛇血清中高效提取LRG包括Laticauda semifasciata、Protobothrops flavoviridis、Gloydius brevicauda、Elaphe climacophora和Naja kaouthia。純化LRG的層析圖譜純化后的LRG在SDS-PAGE中顯示為約50 kDa的單體在非還原條件下則呈現(xiàn)約100 kDa的二聚體表明其通過(guò)二硫鍵連接形成二聚體結(jié)構(gòu)。這與哺乳動(dòng)物L(fēng)RG的單體形式不同提示蛇類(lèi)LRG在結(jié)構(gòu)上具有特殊性。通過(guò)N端測(cè)序和cDNA克隆研究人員進(jìn)一步確認(rèn)了LRG的氨基酸序列并發(fā)現(xiàn)不同蛇種之間存在顯著差異。在功能驗(yàn)證方面研究人員測(cè)試了純化LRG對(duì)多種PLA?的抑制活性。結(jié)果顯示G. brevicauda和E. quadrivirgata的LRG對(duì)堿性PLA?具有強(qiáng)抑制作用而L. semifasciata和N. kaouthia的LRG對(duì)自身PLA?無(wú)抑制作用僅對(duì)G. brevicauda堿性PLA?有微弱抑制。P. flavoviridis的LRG則完全不抑制任何測(cè)試的PLA?。這些結(jié)果表明盡管LRG在結(jié)構(gòu)上具有抑制PLA?的潛力但其是否真正發(fā)揮PLIβ功能具有顯著的種間差異。蛇類(lèi)LRG對(duì)PLA?酶活的抑制作用為進(jìn)一步探究LRG的配體特異性研究還利用表面等離子共振技術(shù)分析了P. flavoviridisLRG與不同來(lái)源細(xì)胞色素c及PLA?的結(jié)合能力。結(jié)果顯示LRG對(duì)蛇源和馬源Cyt c具有極高的親和力而對(duì)酵母Cyt c結(jié)合較弱對(duì)PLA?則完全不結(jié)合。這說(shuō)明LRG的天然配體是細(xì)胞色素c而非PLA其抑制PLA?的能力可能是進(jìn)化過(guò)程中的一種“副產(chǎn)物”或“功能擴(kuò)展”。通過(guò)序列比對(duì)和系統(tǒng)發(fā)育分析研究人員發(fā)現(xiàn)LRG的C端區(qū)域尤其是LRR7、LRR8和C端結(jié)構(gòu)域可能在PLA?抑制功能中起關(guān)鍵作用。某些蛇種 (如G. brevicauda和E. quadrivirgata) 在進(jìn)化過(guò)程中可能通過(guò)氨基酸替換增強(qiáng)了LRG與堿性PLA?的結(jié)合能力從而將其“改造”為有效的PLIβ。研究總結(jié)本研究系統(tǒng)純化并評(píng)估了多種蛇類(lèi)LRG的PLA?抑制活性揭示了其作為PLIβ的功能具有顯著的種間差異。該研究不僅建立了一種高效的LRG純化方法還從結(jié)構(gòu)與功能層面深化了對(duì)蛇類(lèi)自身抗毒機(jī)制的理解。未來(lái)研究可進(jìn)一步探索LRG與PLA?相互作用的分子機(jī)制尤其是C端結(jié)構(gòu)域在識(shí)別與抑制過(guò)程中的具體作用。此外LRG在蛇類(lèi)免疫系統(tǒng)中的作用及其在人類(lèi)疾病模型中的潛在應(yīng)用也值得深入探討。該研究為開(kāi)發(fā)新型PLA?抑制劑提供了理論基礎(chǔ)并在比較免疫學(xué)與毒理學(xué)交叉領(lǐng)域具有重要的科學(xué)價(jià)值。Toxins期刊介紹主編Jay Fox, University of Virginia, Charlottesville, USA期刊主要涵蓋了由生物體產(chǎn)生的各類(lèi)毒素領(lǐng)域的相關(guān)研究。2024 Impact Factor4.02024 CiteScore8.2Time to First Decision18.4 DaysAcceptance to Publication2.8 Days本文轉(zhuǎn)自MDPI生物與生命科學(xué)僅供學(xué)習(xí)交流