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我们根据芋螺毒素基因cDNA的结构特点,从线纹芋螺(Conus striatus)和菖蒲芋螺(Conus vexillum)中克隆到了5个芋螺毒素成员(A超家族的α-SⅡ和κ A-SⅣA;M超家族的μ-SⅢA;O超家族的Ⅴx-Ⅵa和Ⅴx-Ⅵb).Ⅴx-Ⅱ是我们实验室从菖蒲芋螺中纯化到的一种成份,并阐明了其氨基酸序列.根据Ⅴx-Ⅱ的蛋白序列,我们设计简并引物,采用RACE方法还阐明了其基因cDNA序列.有意思的是,Ⅴx-Ⅱ的cDNA序列与来自线纹芋螺的μ-SⅢA的序列比较发现,它们前体肽中的信号肽具有很高的相似性,表明Ⅴx-Ⅱ应属于M超家族.鉴于Ⅴx-Ⅱ的Cys骨架具有独特性(CCC-C-C-C),在M超家族中还未发现此种Cys骨架,这提示Ⅴx-Ⅱ有望定义出M超家族芋螺毒素的一个新家族.以上提及的芋螺毒素中,A超家族的α-SⅡ和κ A-SⅣA的天然蛋白,文献已有报道,发现它们分别具有拮抗乙酰胆碱受体和阻断电压门控钾通道的活性.M超家族的μ-SⅢA是我们利用cDNA克隆方法从线纹芋螺中发现的一个新的芋螺毒素.我们还进一步用化学方法合成了μ-SⅢA,并对其进行二硫键配对和HPLC纯化.我们的电生理实验结果表明,μ-SⅢA能特异性抑制大鼠DRG上的TTX不敏感的电压门控钠电流(TTX-RVGSCs).鉴于TTX-R VGSCs在痛觉的产生中起着重要作用,我们在大鼠整体实验中进一步观察到芋螺毒素μ-SⅢA能明显提高大鼠的痛觉阈值,提示μ-SⅢA具有开发成较好的镇痛药物的潜能.进一步,以PⅢA的NMR高级结构为模板,同源模建了μ-SⅢA和SmⅢA的三维结构并计算了它们的表面静电势.通过比较表明,μ-SⅢA和SmⅢA分子内的一些残基可能对它们选择性抑制TTX-R VGSCs起着关键性作用(如Trp、Asn等).针对这些位点突变体的研究将有助于进一步阐明毒素对不同亚型通道具有很高选择性的分子基础和理性设计出针对这些靶点的有效抑制剂.来自菖蒲芋螺的Ⅴx-Ⅵa、Ⅴx-Ⅵb和Ⅴx-Ⅱ的生物活性研究还在继续进行.BmTx3A是从中国东亚马氏钳蝎Buthus martensii Karsch(BmK)毒液中分离纯化到的含3对二硫键由37个氨基酸组成的多肽.起初发现,其能抑制大鼠纹状体神经元的A型钾通道.随后我们的实验表明,它亦能抑制HERG通道.根据已知的BmTx3A氨基酸序列,我们设计简并引物,采用RACE方法克隆到了其cDNA全长序列.其前体肽由22个氨基酸组成的信号肽和37个氨基酸组成的成熟肽构成.在此基础上,进一步阐明了其结构基因组序列,其含有一个由65bp组成的内含子(插入在信号肽的-6位).这一特点与蝎毒中其它组份相似.我们还成功地利用酵母分泌型表达系统表达了这个分子内含3对二硫键的毒素.纯化的重组产物经质谱、HPLC行为特征等的鉴定后,进一步药理学实验表明它在小鼠的大脑内注射能诱发动物产生癫痫样症状.在大鼠海马神经元上的电生理记录也确认了重组产物能阻断A型钾通道.