黃蜂毒素Polistes Mastoparan;是一种抗菌肽,具有抑制金黄色葡萄球菌活性、激活G蛋白等作用(黄蜂毒素和酒精反应) ypxx.net

Polistes mastoparan 是一种抗菌肽。Polistes mastoparan 增加 S. aureus (金黄色葡萄球菌) K+ 流出并抑制金黄色葡萄球菌活力,EC50 为 5 μM。

基本信息

  • 英文名称:Polistes Mastoparan
  • 中文名称:黃蜂毒素Polistes Mastoparan
  • CAS 号:74129‑19‑4
  • 分子式:C77H127N21O18
  • 分子量:1634.96
  • 氨基酸序列:Val‑Asp‑Trp‑Lys‑Lys‑Ile‑Gly‑Gln‑His‑Ile‑Leu‑Ser‑Val‑Leu‑NH₂
  • 单字母序列:VDWKKIGQHILSVL‑NH₂
  • 三字母序列:H‑Val‑Asp‑Trp‑Lys‑Lys‑Ile‑Gly‑Gln‑His‑Ile‑Leu‑Ser‑Val‑Leu‑NH₂
  • 氨基酸数量:15
  • 末端修饰:N‑端缬氨酸为游离 α‑氨基,C‑端亮氨酸酰胺化;肽链含 1 个色氨酸、1 个组氨酸,无甲硫氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸,不存在分子内二硫键。
  • 等电点:pI≈9.48,强碱性十五肽;碱性残基包含 2 个赖氨酸、1 个组氨酸;酸性残基含 1 个天冬氨酸;生理 pH7.4 条件下携带大量净正电荷。
  • 理化属性:该多肽分离自 Polistes 属长脚胡蜂毒液,属于阳离子两亲性蜂毒肽家族;可模拟 G 蛋白 α 亚基受体结合区域,激活异源三聚体 G 蛋白,诱导肥大细胞脱颗粒、释放组胺;广泛用于 G 蛋白激活机制、肥大细胞活化、膜多肽‑脂质相互作用、信号转导药理学研究,是经典 G 蛋白激活工具肽。

结构信息

Polistes Mastoparan 为线性十五肽,游离水溶液呈无规卷曲构象;结合细胞膜磷脂双层时自发折叠形成典型两亲性 α‑螺旋。

螺旋一侧富集 Ile、Leu、Val 疏水脂肪残基构成疏水界面,嵌入细胞膜脂质层;另一侧排布 Lys、His 碱性残基形成阳离子界面,与膜磷脂头部负电荷相互作用;N 端 Asp‑Trp 参与初始膜识别;C 端 Leu‑NH₂酰胺化消除末端负电荷,巩固螺旋稳定性,同时抵抗羧肽酶降解。

色氨酸位于疏水‑亲水界面交界,具备特征紫外与荧光吸收,常用于多肽膜结合动力学检测;色氨酸为光敏氧化位点,氧化后破坏螺旋构象,丧失膜结合与 G 蛋白激活活性;无含硫氨基酸,避光条件下抗氧化能力优于含 Met 蜂毒肽;游离状态无稳定二级结构,膜环境诱导构象折叠是发挥生物学功能的前提。

作用机理及研究进展

作用机理

Polistes Mastoparan 依靠阳离子两亲螺旋插入细胞膜,直接结合 G 蛋白 α 亚基,促进 GDP 解离、GTP 结合,非受体依赖性激活 Gq、Gi 等多种 G 蛋白。

肥大细胞内激活下游 PLC‑IP3‑Ca²⁺通路,升高胞内钙浓度,触发肥大细胞脱颗粒,释放组胺、白三烯等炎症介质,诱发局部红肿、疼痛、过敏反应;在体外体系中可作为工具肽直接激活 G 蛋白,不依赖上游 GPCR。较高浓度下可扰动细胞膜完整性,产生非特异性膜裂解效应。

研究进展

上世纪 80 年代研究者从长脚胡蜂毒液中分离纯化 Polistes Mastoparan,完成序列解析,发现其具备直接激活 G 蛋白的独特活性。体外生化实验证实多肽可加速 Gα 亚基核苷酸交换,无需跨膜受体参与。

肥大细胞体外培养实验证明多肽剂量依赖性诱导脱颗粒;脂质膜模型研究阐明两亲螺旋结构与膜结合的构效关系。对比不同来源 mastoparan 系列多肽发现,电荷分布与螺旋疏水度决定 G 蛋白激活效率与细胞裂解活性平衡。

近年研究分为三类方向:第一,序列定点突变分离 G 蛋白激活活性与非特异性膜裂解毒性,开发低毒信号工具肽;第二,以此多肽骨架构建细胞穿透型载体;第三,探究阳离子两亲肽作用于免疫细胞膜的调控机制。

生物活性肽

黃蜂毒素Polistes Mastoparan是从欧洲纸蜂 Polistes dominula 的毒液中提取的一种生物活性肽。这种肽通过与 G 蛋白偶联受体(GPCRs)相互作用来调节细胞信号通路的能力尤为突出。通过直接激活 G 蛋白,Polistes mastoparan 绕过了典型的受体-配体相互作用机制,从而增强了下游信号活动,包括激活磷脂酶 A2。这种酶在磷脂膜释放花生四烯酸的过程中起着至关重要的作用,而花生四烯酸是各种二十酸类化合物的前体,这些化合物在炎症过程中起着重要作用。Polistes mastoparan 广泛应用于生化研究,是研究 GPCR 信号、了解 G 蛋白活化的分子动力学以及探索磷脂代谢改变对细胞影响的有力工具。它诱导这些信号通路的能力为了解 GPCR 和 G 蛋白的病理生理作用提供了宝贵的见解,使人们能够更深入地了解细胞通信机制以及在以信号功能失调为特征的疾病中调节这些通路。

溶解保存

该多肽富含碱性赖氨酸,水溶性良好,可溶于稀乙酸、中性磷酸盐缓冲液、生理盐水;pH<4.0 碱性残基质子化无明显析出;适宜储存 pH 区间 5.0‑7.0;强碱性环境加速色氨酸氧化,同时水解 C 端酰胺基团,永久丧失膜结合与 G 蛋白激活活性。

分子内含色氨酸光敏位点,对紫外光照、氧化剂敏感;需避光隔氧保存;体外降解主要依靠氨基肽酶,C 端酰胺修饰耐受羧肽酶水解;体内易被组织肽酶降解、经肾脏清除。

冻干粉密封避光充氮隔氧‑20℃长期储存;配制溶液通入氮气除氧,分装单次用量避光‑20℃冷冻保存,严禁反复冻融;4℃仅可短期放置,全程规避紫外光照、高温、强氧化剂、强碱。

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