概述

卡律(布德)蝎毒素（Charybdotoxin）是一種由蝎子毒液中分離出來(lái)的多肽物質(zhì)，它是一種強(qiáng)效且選擇性的抑制劑，能夠阻斷大電導(dǎo)鈣激活鉀通道（maxi-K channels），包括BK、IK和SK等類(lèi)型[1]。該物質(zhì)常溫常壓下表現(xiàn)為白色粉末，研究發(fā)現(xiàn)，在其分子骨架上嫁接碳酸酐酶B的Zn²⁺結(jié)合位點(diǎn)，可以合成新的功能蛋白質(zhì)[2]。

生物活性

卡律(布德)蝎毒素是一種含37個(gè)氨基酸的肽，是一個(gè)K⁺通道阻滯劑。具體地，卡律(布德)蝎毒素通過(guò)分布于分子表面的正電荷與靶通道分子膜外表面的負(fù)電荷通過(guò)靜電作用結(jié)合，產(chǎn)生抑制作用，但不影響平均通道電導(dǎo)或改變單個(gè)通道的開(kāi)放時(shí)間。

有關(guān)研究

肽攔截體與離子通道之間進(jìn)行的分子識(shí)別是包含了許多反應(yīng)的復(fù)雜過(guò)程。研究人員選取卡律(布德)蝎毒素蛋白和6個(gè)突變體及其活性區(qū)域氨基酸殘基以及一些類(lèi)似殘基側(cè)鏈的小分子體系作為模型分子，對(duì)這些模型分子進(jìn)行活性指標(biāo)的理論研究?？?布德)蝎毒素蛋白和6個(gè)突變體及其活性區(qū)域氨基酸殘基體系均采用實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，類(lèi)似殘基側(cè)鏈的小分子采用B3LYP/6-311G(d,p)方法，在Gaussian09程序中優(yōu)化所獲得的結(jié)構(gòu)。使用線性回歸和最小二乘法，擬合這些模型分子中所涉及的ABEEMσπ參數(shù)(價(jià)態(tài)電負(fù)性和價(jià)態(tài)硬度)。采用所調(diào)試的參數(shù)，ABEEMσπ方法所算得的這些體系的電荷分布與HF/STO-3G從頭算方法所計(jì)算的Mulliken電荷分布的線性方程的斜率接近1.07，截距接近于0.001，線性相關(guān)系數(shù)在0.96以上。表明ABEEMσπ方法與從頭算方法所計(jì)算的電荷結(jié)果具有很好的一致性，驗(yàn)證了擬合的ABEEMσπ參數(shù)是合理的和可轉(zhuǎn)移的，可應(yīng)用于類(lèi)似體系的電荷分布的計(jì)算。再者，采用量子化學(xué)方法和ABEEMσπ方法計(jì)算卡律(布德)蝎毒素和6個(gè)突變體蛋白質(zhì)模型分子的整體軟度和整體親電性，獲得了卡律(布德)蝎毒素以及它的6個(gè)突變體對(duì)鉀離子通道吸引力的定性描述：整體軟度與卡律(布德)蝎毒素的靜電吸引能力有一定聯(lián)系，卡律(布德)蝎毒素和6個(gè)突變體蛋白質(zhì)的整體軟度越大，蛋白質(zhì)與鉀離子通道間的解離常數(shù)越小。野生型毒素的整體軟度最大其對(duì)應(yīng)的解離常數(shù)最小，說(shuō)明在鉀離子通道與卡律(布德)蝎毒素的識(shí)別過(guò)程中，野生型毒素特有氨基酸對(duì)解離常數(shù)koff的影響很大。應(yīng)用ABEEMσπ方法能夠計(jì)算出卡律(布德)蝎毒素蛋白質(zhì)和6個(gè)突變體蛋白質(zhì)的整體軟度和整體親電性，并用這些活性指標(biāo)來(lái)探討蝎毒蛋白與鉀離子通道相互作用的強(qiáng)弱，說(shuō)明ABEEMσπ方法所計(jì)算的活性指標(biāo)能夠比較準(zhǔn)確地反映出卡律(布德)蝎毒素蛋白質(zhì)的性質(zhì)[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]陳蒙蒙.一種非去極化心臟停跳液對(duì)血管內(nèi)皮的保護(hù)作用及機(jī)制研究[D].北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院,2014.DOI:10.7666/d.Y2629488.

[2]葉玉珍,湯海旭,丁達(dá)夫.用嫁接活性位點(diǎn)方法設(shè)計(jì)新的功能蛋白質(zhì)[J].生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào)：英文版, 1999(3).

[3]曹軍.卡律蝎毒素(ChTX)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的從頭算和ABEEMσπ的研究[D].遼寧師范大學(xué).DOI:CNKI:CDMD:2.1015.637965.