抑制剂胱氨酸结多肽的抗菌和杀虫活性及进化

抑制剂胱氨酸结(inhibitor cystine knot, ICK)多肽是胱氨酸结(cystine knot, CK)多肽的三大家族成员之一。这种类型的多肽含有反向平行的3个β折叠,由3对二硫键形成稳定的拓扑学打结。它们广泛地分布在动物、植物、真菌甚至原核生物中,具有蛋白酶抑制剂,离子通道毒素以及抗微生物、抗疟疾及抗病毒活性等多种生物学功能。本文首先总结了昆虫中已发现的抗微生物活性和离子通道毒素活性的ICK肽;然后介绍了有毒动物尤其是蜘蛛、蝎子,以及植物中一些神经毒素活性的ICK肽,它们通常靶向昆虫体内的各种离子通道,从而发挥杀虫效果;最后结合ICK肽的基因序列特征,结构域和二硫键数目以及物种分布,对其进化多样性进行了探讨。

胱氨酸结模体多肽的特征及其在药物设计和分子工程中的应用

胱氨酸结(cystine knot,CK)模体是由两对二硫键及其相连的肽链骨架形成的一个内部环以及从环中穿过的第三对二硫键组成的球形结构,广泛存在于真菌、植物、海洋软体动物、昆虫以及蜘蛛等生物的毒素多肽和蛋白质中。CK多肽结构非常稳定、生物活性多样,是一类在药物设计和分子工程研究中的理想模型分子。本文综述了抑制剂胱氨酸结(inhibitor cystine knot,ICK)多肽和环形胱氨酸结(cyclic cystine knot,CCK)多肽两类主要CK毒素的氨基酸序列、拓扑结构、排列组合、人工合成以及空间折叠等特征,并进一步阐述了其在药物设计与分子工程中的应用前景。

靶向离子通道的神经毒素起源于抗微生物防御肽(英文)

靶向离子通道的神经毒素和抗微生物防御肽(defensin)享有三个共同的蛋白折叠(fold)类型,即半胱氨酸稳定的α-螺旋和β-片层折叠(cysteine-stabilizedα-helix andβ-sheet,CSαβ),抑制剂胱氨酸结折叠(inhibitor cystine knot,ICK)和β-防御肽折叠(β-defensin,BDF)。序列、结构和功能等多维证据显示靶向离子通道的神经毒素起源于相关的古老防御肽。毒素和防御肽系统正在成为研究保守结构支架功能新颖化(neofunctionalization)进化机制的理想体系。阐明蛋白质功能新颖化的进化机制不仅有利于回答进化生物学的基本科学问题,而且对于合理的药物设计具有重要的指导意义。本文综合阐述了神经毒素起源于抗微生物防御肽方面的最新研究进展。