对四种黄蜂毒液的比较肽组学研究揭示了丰富的肽多样性、蛋白质水解模式以及预测的生物活性

《Journal of Proteomics》：Comparative peptidomics of four wasp venoms reveals extensive peptide diversity, proteolytic patterns, and predicted bioactivities

王凯|乔江涛|洛伊斯·昆顿|戈蒂埃·埃珀|孟宪斌|黄国忠|埃里克·奥布吕日|张洪成

中国农业科学院蜜蜂研究所资源昆虫国家重点实验室，北京 100093

摘要

黄蜂毒液具有复杂的成分和多样的生物活性，使其成为潜在的药理来源。在本研究中，通过电刺激收集了四种黄蜂（Vespa mandarinia、V. velutina、V. basalis 和 Provespa barthelemyi）的毒液，并利用液相色谱-串联质谱技术对其进行了分析。共鉴定出681种肽类，其中近90%为首次发现。比较分析显示，在肽类和肽家族层面上都存在明显的物种特异性特征。基于序列的分析表明，肽类的释放遵循特定的蛋白水解切割模式，这些模式类似于已知金属蛋白酶和丝氨酸蛋白酶的底物偏好，而非随机降解。生物信息学预测发现291种具有潜在生物活性的肽类，涵盖多个功能类别，其中血管紧张素转化酶（ACE）和二肽基肽酶IV（DPP4）抑制活性最为突出。根据预测的安全性谱，其中8种ACE抑制肽和17种DPP4抑制肽被优先选为研究候选物，进一步通过序列分析鉴定出10种潜在的新肽。总体而言，本研究建立了首个涵盖四种黄蜂毒液的肽组学比较数据集，为了解肽类多样性、生成机制及预测活性提供了重要线索。

意义

毒液是生物活性分子的丰富来源，在历史上一直是临床治疗药物的模板。尽管主要蛋白质毒素已被广泛研究，但内源性低分子量肽组分仍相对缺乏研究，尤其是在群居黄蜂中，系统的比较资源也十分有限。毒液肽组学数据集包含多层生物学信息，包括多样化模式、肽的起源及潜在生物活性，但这些方面往往被独立分析。通过整合这些维度，本研究建立了一个多层次的分析框架，用于从毒液肽组中提取生物学见解和功能相关信息。一致的切割模式表明肽的生成受到一定程度的调控，这将人们对毒液肽的理解从单纯的降解副产物转变为具有生物组织性的集合体。此外，候选物的优先排序展示了肽组学数据集如何生成可实验验证的功能假设，而不仅仅是描述性的目录。所获得的数据集可作为累积比较分析的参考资源。这里提出的分析框架也为其他复杂分泌物的功能性肽发现提供了可转移的策略。