对离子通道筛选毒素多肽的新策略

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离子通道是疼痛、自身免疫疾病、肿瘤等疾病的重要药物靶点，动物的毒素多肽在上亿年进化中形成，其中富含靶向离子通道的活性多肽。例如，齐考诺肽是一种芋螺毒素，是N-型电压敏感型钙通道拮抗剂，具有显著抗神经病理性疼痛的作用,其强度是吗啡的300倍且不会产生成瘾性。目前急需找到针对离子通道快速发掘毒素多肽的方法。

上海科技大学免疫化学研究所（SIAIS）Richard Lerner教授研究组创新性地提出了一种基于自分泌的筛选方法，能够高通量筛选针对离子通道的多肽。

Richard Lerner教授。图片来源：上海科技大学

研究者们首先构建了一套基于自分泌检测离子通道与毒素多肽结合的报告系统。在该系统中，毒素多肽可被血小板源生长因子受体跨膜区PDGFR-TM锚定到细胞膜上，跨膜区胞内端与TEV蛋白酶融合表达。离子通道通过TEV蛋白酶底物序列与人工转录因子GAL4-VP16相连。离子通道与毒素多肽结合时TEV蛋白酶剪切其底物释放GAL4-VP16，激活荧光蛋白报告基因的表达。表达荧光蛋白的细胞可以通过流式细胞术进行分选。

应用这一方法，研究者们针对离子通道Kv1.3筛选了包含589种毒性多肽的文库。他们发现筛选中富集程度最高的27种毒素多肽中25种是已知的Kv1.3阻断剂，并且他们试验证实了来自蝎子毒液的Clltx1多肽是一种新颖、高效的Kv1.3拮抗剂。研究者们进一步利用该系统对海葵毒素多肽ShK进行改造，构建了近一百万种具有长效作用特点的ShK类似物以进行筛选。筛选到的ShK类似物表现出高效的Kv1.3拮抗能力而对与Kv1.3高度相似的一系列离子通道分子没有脱靶效应。

该研究成果发表于Angewandte Chemie International Edition（IF=11.261）上，并被选为封面文章。第一作者为SIAIS访问学者、美国Scripps研究所高级科学家张宏恺博士和SIAIS博士后杜明娟。