论文标题： Unveiling Novel Kunitz- and Waprin-Type Toxins in the Micrurus mipartitus Coral Snake Venom Gland: An In Silico Transcriptome Analysis

论文链接：https://www.mdpi.com/2072-6651/16/5/224

期刊名：Toxins

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/toxins

Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂是蛇毒中一类具有多重生物活性的蛋白质，在新大陆珊瑚蛇毒液组分中占有重要地位，但其多样性与分子特征仍有待系统揭示。近期由智利伯纳多·奥希金斯大学Mónica Saldarriaga-Córdoba博士团队于 Toxins 发表了一项研究，通过高通量测序与生物信息学分析，对哥伦比亚产Micrurus mipartitus珊瑚蛇毒腺转录组进行了深入解析，重点揭示了其中Kunitz型及Waprin型毒素的组成与特征。

研究过程与结果

本研究通过对Micrurus mipartitus毒腺组织进行Illumina高通量测序，并运用Trinity、SPAdes和SOAPdenovo-trans三种组装策略进行de novo转录组组装，以最大限度地捕获转录本多样性。经ToxCodAn流程注释与人工校对，从总计91条完整编码序列的毒素转录本中，成功鉴定出来自21个毒素家族的成员。其中，Kunitz型肽（KUN）以8个转录本拷贝成为四大优势毒素家族之一（与三指毒素、C型凝集素、蛇毒金属蛋白酶并列）。

对这8个KSPI转录本的深入分析揭示出惊人的多样性，它们可被明确划分为四类独特类型：

1.短Kunitz型：表达量占该家族98%，其中一个拷贝与M. tener及Austrelaps superbus的已知毒素高度同源，其活性位点特征提示可能具有胰蛋白酶抑制活性。

M.mipartitus转录组中短Kunitz型毒素的分析

2.长Kunitz型：表达量极低（约0.4%），在Micrurus属内序列保守，且与其它眼镜蛇科及部分游蛇科毒素具有同源性。

M.mipartitus转录组中长Kunitz型毒素的分析

3.Ku-WAP融合型：首次在Micrurus属中报道，共发现5个转录本，表明Kunitz结构域与具有抗菌潜力的WAP结构域的融合事件在进化上较早出现。

M.mipartitus转录组中Ku-WAP融合型毒素的分析

4.多结构域膜蛋白：发现一个含511个氨基酸的预测蛋白，它包含两个Kunitz结构域及MANEC、LDLRA等多个结构域，与人类SPINT1/HAI-1蛋白高度相似，提示其可能参与调控毒液自身的蛋白水解活性或具有模仿宿主蛋白的功能。

M.mipartitus转录组中多结构域蛋白（类SPINT1/HAI-1）的分析

此外，研究还鉴定了独立的单、双Waprin结构域毒素。表达谱分析显示，短Kunitz型占绝对主导，而其他类型转录本表达水平较低。

研究总结

本研究通过转录组分析，系统揭示了Micrurus mipartitus毒腺中Kunitz型及Waprin型毒素的惊人多样性，包括短型、长型、结构域融合型及一个复杂的膜结合多域蛋白。这项研究的价值深远：在基础科学层面，它极大地丰富了对珊瑚蛇毒液分子工具箱的认知，特别是Ku-WAP融合型与HAI-1样蛋白的发现，为理解蛇毒蛋白的结构创新、功能进化及基因招募事件提供了关键案例。在应用与转化层面，这些新发现的毒素分子是挖掘新型先导化合物的宝贵资源：短Kunitz型是潜在的丝氨酸蛋白酶抑制剂，可用于开发抗血栓或抗炎药物；Ku-WAP和独立Waprins具有已知的抗菌潜力；而HAI-1样蛋白则可能为研究癌症转移的抑制策略提供新线索。此外，该研究构建的高质量转录组数据库，为未来基于组学的抗蛇毒血清研发、毒素特异性探针开发以及珊瑚蛇毒液的比较进化研究奠定了坚实的数据基础。未来研究需要对这些预测的毒素进行蛋白质水平的分离验证、功能测定，并探索它们在Micrurus不同物种间差异表达的生态与进化驱动因素。

期刊介绍

主编：Jay Fox, University of Virginia, USA

期刊主要涵盖了由生物体产生的各类毒素领域的相关研究。