高炳淼教授课题组在Frontier in Marine Science上发表最新研究成果

近日，海南医学院药学院海洋药学教研室高炳淼教授指导的硕士研究生符金星以第一作者在海洋学领域国际知名期刊Frontier in Marine Science（中科院2区）上发表了题为“Transcriptome Sequencing of the Pale anemones (Exaiptasia diaphana) revealed Functional Peptide Gene Resources of Sea Anemone”的学术论文，高炳淼教授和深圳华大海洋研究院石琼教授为共同通讯作者。

第一作者符金星为我院2015级药学专业本科学生，2019级海洋药学研究团队硕士研究生，自本科毕业设计起一直在该团队学习，硕士研究生期间继续拓展相关研究并取得重要进展。

海葵毒液具有丰富的活性蛋白和小分子多肽类毒素，它们在抗肿瘤、杀虫、镇痛以及治疗自身免疫性疾病方面有极高的药用价值。迄今为止，已有1,100多种海葵被报道，但仅有5%的海葵物种被分离和鉴定出了海葵毒素。近年来随着新兴技术的发展，转录组学开启了海葵毒素发现的新纪元，加快了新型海葵毒素的发现。该研究采用高通量转录组测序技术对不同发育时期的套膜海葵（Exaiptasia diaphana）中的蛋白和多肽类毒素成分进行分析，分别从发育早期、中期和成熟期的套膜海葵中发现148、181和166个蛋白和多肽类毒素序列，累计获得533个毒素序列，并根据其功能分为75个家族（图1）。其中，蛋白类占比为72.98%，其主要家族为金属蛋白酶、类糜蛋白酶原、胶原蛋白，胰脂肪酶相关蛋白和G蛋白偶联受体等；多肽类毒素占比为27.02%，主要家族为ShK结构域、凝血酶、库尼茨型、防御素以及胰岛素样肽等。针对ShK结构域等典型家族的套膜海葵多肽类毒素进行了同源序列比对、同源建模和功能预测，为后续海葵多肽毒素的研究与开发海洋药物奠定基础（图2）。另外，令人感兴趣的是套膜海葵中发现的5个胰岛素样肽与人胰岛素具有类似的二硫键连接方式和三维结构骨架，但是其中2个海葵胰岛素样肽ILP-Ap04和ILP-Ap05与人胰岛素具有较大差异，为研发新型胰岛素类降糖药物提供新颖的先导化合物（图3）。

图1. 套膜海葵转录组中推测的蛋白和多肽类毒素家族

图2. 海葵多肽毒素ShK结构域的序列及其同源建模预测三维结构图

图3. 海葵中发现的胰岛素样肽的同源建模预测三维结构图

该研究成果得到了国家自然科学基金（82060686）、海南省自然科学基金（820RC636）、海南省院士创新平台专项科研项目（YSPTZX202132）和深圳市大鹏工业发展专项计划（KJYF202001-17）的支持。

文章链接：https://doi.org/10.3389/fmars.2022.856501