是由26個氨基酸殘基組成的多肽,其一級結(jié)構(gòu)的氨基酸殘基順序為Gly-Ile-Gly-Ala-Val-Leu-Lys-Val-Leu-Thr-Thr-Gly-Leu-Pro-Ala-Leu-Ile-Ser-Trp-Ile-Lys-Arg-Lys-Arg-Gln-Gln-NH2
在通常情況下,C-末端有4個氨基酸殘基攜帶正電荷,N-末端有2個氨基酸殘基攜帶正電荷,整個分子帶6個正電荷。蜂毒肽的N-末端起前20個氨基酸殘基主要是疏水的,C-末端的6個氨基酸殘基主要是親水的。
分子的3個賴氨酸和2個精氨酸殘基使其成為強堿性肽,在中性水溶液中,蜂毒肽作為單體是以隨機的卷曲結(jié)構(gòu)存在的,而隨著pH值以及離子強度的增高,蜂毒肽自我交聯(lián),形成螺旋的四聚體結(jié)構(gòu),有研究發(fā)現(xiàn)在不同的溶液中蜂毒肽的螺旋結(jié)構(gòu)區(qū)域及螺旋間的角度是不同的。螺旋結(jié)構(gòu)中前21個氨基酸是極性的,位于螺旋的表面,而非極性氨基酸在螺旋的另一面。其兩親性(am-phiphilie)是膜結(jié)合肽和膜蛋白跨膜螺旋的特征。所以這個特性決定蜂毒肽既可以溶于水中,又可以與膜自然結(jié)合,進(jìn)而溶解細(xì)胞。
蜂毒肽 (meittin)由26個氨基酸殘基構(gòu)成,但它不是rnRNA直接表達(dá)的產(chǎn)物。最初rnRNA翻譯產(chǎn)物是Pre -Promelittin有70個氨基酸,蜂毒肽(meittin)位于COOH一端(第44-69),N一端開始于疏水的“pre”區(qū),共21個殘基,接下來是獨物的“Pro”區(qū),只含有Ala、Pro及酸性殘基。Pre-promelittin需經(jīng)過三步翻譯后的加工過程,才能最終形成蜂毒肽 (meittin)
明蜂毒肽對超氧陰離子和羥自由基均有很好的清除作用。蜂毒肽對超氧陰離子具有一定的清除作用,呈現(xiàn)明顯的量效關(guān)系。蜂毒肽對于·OH的清除作用效果明顯。
蜂毒肽制備方法
目前獲取蜂毒肽的方法有3種,化學(xué)合成、從粗蜂毒中分離純化和生物工程法。利用化學(xué)合成的方法可以獲得具有生物活性的蜂毒肽純品,但其成本太高,并不適合蜂毒肽的生產(chǎn),實際應(yīng)用較少。目前,獲取蜂毒肽純品的主要途徑是從粗蜂毒中分離純化。分離純化方法以色譜理論為基礎(chǔ),隨著色譜技術(shù)的發(fā)展以及與其他提取工藝的結(jié)合,操作成本逐漸降低,產(chǎn)量和純度有所提高。利用生物工程技術(shù)可以誘導(dǎo)蜂毒肽基因在工程菌中表達(dá),然后收集純化表達(dá)蛋白,從而得到蜂毒肽純品。由于蜂毒肽有破壞細(xì)胞膜以及致死細(xì)胞毒性,其在工程菌中的直接表達(dá)無法實現(xiàn)。面對這個問題,科學(xué)家們找到了在工程菌中表達(dá)蜂毒肽融合蛋白的方法,并在融合蛋白的選擇及后期分離純化上進(jìn)行了大量研究,取得較大進(jìn)展。
蜂毒肽應(yīng)用領(lǐng)域
蜂毒肽具有多種生物學(xué)、藥理學(xué)和毒理學(xué)作用,包括對細(xì)胞膜的強表面活性作用、溶血、抗菌以及潛在的抗腫瘤作用。蜂毒肽可以穿過磷脂雙分子層形成孔洞,利用這種生物活性可以研究生物膜與蛋白質(zhì)之間的相互作用。在發(fā)現(xiàn)蜂毒素對磷脂酶A2(PLA2)活性的增強作用后,蜂毒素也被用作磷脂酶A2(PLA2)的活化劑。蜂毒肽還是一種獨特的致痛物質(zhì),它影響著軀體感覺系統(tǒng)的神經(jīng)元可塑性。
蜂毒肽是迄今為止人類所知的抗炎活性最強的物質(zhì)之一,其抗炎活性是氫化可的松的100倍,可以抑制20多種革蘭氏陰性和陽性細(xì)菌的生長繁殖,尤其是蜂毒肽可以抗對青霉素具有耐藥性的金黃色葡萄球菌。蜂毒肽還能增強磺胺類和青霉素類藥物的抗菌效力,對多種真菌、病毒也具有毒性。它具有類激素樣的作用,但無激素的不良反應(yīng)。蜂毒肽的鎮(zhèn)痛作用也十分顯著,其對前列腺素合成酶的抑制作用是吲哚鎂辛的70倍,鎮(zhèn)痛強度為嗎啡的40%,鎮(zhèn)痛持續(xù)時間較長。實驗研究證明,全蜂毒、蜂毒肽、神經(jīng)毒多肽、MCD均能刺激垂體腎上腺系統(tǒng)使皮質(zhì)激素釋放增加而產(chǎn)生抗炎作用。蜂毒肽還能抑制白細(xì)胞轉(zhuǎn)移,從而抑制了局部的炎癥反應(yīng)。 可直接抑制炎癥、腫脹;刺激垂體一腎上腺系統(tǒng),促進(jìn)皮質(zhì)激素的釋放,抗炎調(diào)整免疫功能,還可直接升高血漿皮質(zhì)醇;抑制白細(xì)胞移行,限制炎癥的局部反應(yīng)??捎糜谥委熌z原組織疾病、免疫系統(tǒng)疾病。
蜂毒對神經(jīng)系統(tǒng)具有抑制作用:①抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng),表現(xiàn)為膽堿對神經(jīng)的阻滯,造成半球皮層和皮質(zhì)下(特別是下丘腦)的廣泛抑制;②抑制植物神經(jīng)系統(tǒng)交感神經(jīng)節(jié)的興奮傳導(dǎo),使胃腸平滑肌活動和興奮性增強;抑制周圍神經(jīng)沖動的傳導(dǎo),阻礙或延遲其傳導(dǎo)速度。
用蜂毒肽代替蜂毒全毒不僅對輻射有預(yù)防作用,而且還有治療作用。高純度的蜂毒肽可以明顯提高抗輻射效應(yīng),而且和全蜂毒比較差別非常明顯。蜂毒肽對腫瘤細(xì)胞的毒性作用也引起了人們的注意。蜂毒肽具有膜活性,直接對細(xì)胞的磷脂膜起溶解作用,抑制細(xì)胞發(fā)育,對腫瘤細(xì)胞有強烈的細(xì)胞毒素作用。蜂毒肽分子量小,免疫原性低,不易產(chǎn)生過敏反應(yīng);因其是破壞細(xì)胞膜而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡,因此它不用進(jìn)入細(xì)胞,在細(xì)胞外即可顯示出其破壞腫瘤細(xì)胞毒性。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRo)DERiven博士領(lǐng)導(dǎo)的分子生物學(xué)研究小組制造的以蜂毒肽為"彈頭"的抗毒素也可對前列腺癌、膀胱癌、乳腺癌產(chǎn)生療效。蜂毒素可抑制肝癌細(xì)胞的生長、增殖,并且減少增殖細(xì)胞中和抗原附性細(xì)胞的表達(dá),影響細(xì)胞周期的比率。
抗凝、纖溶作用:通過抑制凝血活酶和凝血酶原激活物生成,以及抑制血小板的聚集,可以消除血栓形成前的狀態(tài),臨床可用于動脈粥樣硬化和血栓形成的防治。蜂毒肽通過破壞紅細(xì)胞膜的通透性,具有直接溶血作用。
降壓、抗心律失常,改善腦血流及心肌功能作用:蜂毒肽可破壞肥大細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)而釋放組胺入血液,降低外周阻力而降壓,同時其釋放的活性化合物作用于腦血管,通過擴張腦血管增加腦血流量,因此特別適用于高血壓病患者導(dǎo)致的腦循環(huán)障礙;并且還增加冠脈血流速,改善心肌供血,提高心臟功能,具有強刺激垂體一腎上腺系統(tǒng)的作用,使血漿皮質(zhì)醇與尿17-酮固醇含量增加,表現(xiàn)為較強的抗心律失常的作用;并且還有降低膽固醇作用。
2013年3月,美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可以利用在蜂刺毒素中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)毀滅艾滋病毒,防止艾滋病傳播,但又不傷及周圍正常細(xì)胞。蜂刺中的化學(xué)物質(zhì)蜂毒肽可以刺穿艾滋病毒的保護(hù)外層,毀滅艾滋病毒。科學(xué)家們把這種毒素注入納米粒中,上面配有特制的"緩沖器",使之能夠彈離正常細(xì)胞,從而避免傷及正常細(xì)胞。當(dāng)較小的艾滋病毒與它們接觸時,會從緩沖器之間滑過,遭到毒素攻擊。此前,大多數(shù)藥物只能減緩艾滋病毒的生長,而最新研究出的這種蜂毒能夠攻擊并殺死病毒,第一時間防止感染。醫(yī)生們還認(rèn)為,可以進(jìn)一步開發(fā)納米粒子,嘗試殺死腫瘤細(xì)胞。
蜂毒是工蜂毒腺分泌出來的一種具有芳香氣味的成分復(fù)雜的混合物,主要含有蛋白質(zhì)多肽類、酶類、生物胺類和其他物質(zhì)。蜂毒中研究較多的是蜂毒溶血肽,又稱蜂毒肽(melittin)。蜂毒肽約占蜂毒干重的50%,也是蜂毒中具藥理作用和生物學(xué)活性的主要組分。MLT呈強堿性,易溶于水,相對分子質(zhì)量為2849,具有抗炎、降壓、鎮(zhèn)痛、抑制血小板凝集、抗輻射、抗菌、抗HIV、抗風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎及抗腫瘤等多種藥理活性。2013年3月,美國科學(xué)家宣布,可以利用在蜂刺毒素中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)毀滅艾滋病毒,防止艾滋病傳播,但又不傷及周圍正常細(xì)胞。
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