眼镜蛇科 cathelicidin 基因的分子克隆及活性研究

Cathelicidins 是天然免疫系统中的一种带正电的宿主防御肽段，它们广泛地 分布在哺乳类及其他一些物种如鱼类，鸟类中。它们均包含保守的前肽区和多变 的C-末端成熟抗菌肽区域，该抗菌肽区域无论是在种间还是种内都不保守。 我们首次分别从爬行纲眼镜蛇科的眼镜蛇，金环蛇，眼镜王蛇三种毒蛇的毒 腺cDNA 文库中克隆了3 个cathelicidin 编码序列。所克隆到的序列编码的开放 阅读框架均长576bp，编码191 个氨基酸残基组成的蛋白前体。从cDNA 开放阅 读框推导得到的毒蛇cathelicidin 都含有22 个氨基酸残基组成的信号肽， 135 个 氨基酸残基组成的cathelin 保守区域以及34 个氨基酸残基组成的成熟肽区域。 与哺乳类中的cathelicidin 基因的高度多样性不同，来源于3 种毒蛇的cathelicidin 基因在核酸和蛋白水平都比较保守。结构分析表明，以上3 种毒蛇的cathelicidin 成熟肽由第157 位的Val 被elastase 切割而产生。采用化学合成法合成推导得到 的眼镜王蛇的cathelicidin（OH-CATH）。在1% NaCl 的浓度下，该合成肽对测试 的多种细菌具有很强的抑菌活性，MIC 值为1-20 μg/ml。与此同时，即使当浓度 高达200 μg/ml 时，该合成的肽段对人的红细胞依然没有溶血活性。对脊椎动物 的cathelicidin 遗传进化树分析发现毒蛇类的cathelicidin 聚在一起。从进化上看， 蛇的cathelicidin 与来源于小鼠、大鼠、兔的中性粒细胞颗粒蛋白更接近。毒蛇 的cathelicidin 可能为新药开发提供了一个很好的模板。