DOI: https://doi.org/10.1016/j.jprot.2026.105676
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42097502
تاريخ النشر: 2026-05-05
المؤلف: Kai Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: لدغات الحيوانات السامة والدراسات
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة ملفات الببتيدوم الخاصة بالسموم من أربعة أنواع من الدبابير: *Vespa mandarinia*، *V. velutina*، *V. basalis*، و*Provespa barthelemyi*. باستخدام الكروماتوغرافيا السائلة-الطيف الكتلي المتزامن، حدد الباحثون 681 ببتيدًا، مع حوالي 90% منها جديدة. كشفت التحليلات عن توقيعات مميزة خاصة بالأنواع على مستوى الببتيد وعائلة الببتيد، مما يشير إلى عملية منظمة لتوليد الببتيدات من خلال قطع بروتيني مستهدف بدلاً من التحلل العشوائي. ومن الجدير بالذكر أن التنبؤات المعلوماتية الحيوية سلطت الضوء على 291 ببتيدًا بخصائص بيولوجية نشطة محتملة، مع التركيز بشكل خاص على أنشطة مثبطات إنزيم تحويل الأنجيوتنسين (ACE) وديبيبتيديل ببتيداز IV (DPP4)، مع إعطاء الأولوية لثمانية وسبعة عشر ببتيدًا، على التوالي، بناءً على ملفات السلامة.
تؤكد النتائج على تعقيد وأهمية السموم البيولوجية للدبابير، مما يشير إلى أن المعالجة البروتينية تلعب دورًا حاسمًا في تنوع الببتيدات. تؤسس هذه الدراسة إطارًا مقارنًا للببتيدوم يعزز من فهم تكوين السموم ويسهل أيضًا تحديد الببتيدات ذات الصلة الوظيفية، بما في ذلك الببتيدات المحتملة. تضع الدراسة سموم الدبابير كمصادر واعدة للببتيدات النشطة بيولوجيًا مع تطبيقات علاجية محتملة، بينما توفر أيضًا مجموعة بيانات مرجعية للتحليلات المقارنة والدراسات الوظيفية المستقبلية في مجال سموم Hymenoptera.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الأهمية التطورية والإمكانات الصيدلانية لسموم الحيوانات، مع التركيز بشكل خاص على سموم الدبابير، التي لا تزال غير مستكشفة مقارنة بتلك الخاصة بالنحل. بينما تلعب السموم أدوارًا بيئية حاسمة، فإنها توفر أيضًا مصدرًا غنيًا من المركبات النشطة بيولوجيًا، مع أمثلة بارزة مثل كابتوبريل وزيكونوتيد المشتقة من سموم الثعابين وسموم قواقع المخروط، على التوالي. على الرغم من التنوع الواسع لأنواع الدبابير، مع أكثر من 153,000 نوع موصوف، فقد تركّزت الأبحاث بشكل أساسي على عدد محدود من البروتينات ذات الوفرة العالية والببتيدات المعروفة جيدًا، مما ترك التركيب العام والتنوع الوظيفي لسموم الدبابير غير مفهوم بشكل كافٍ.
لقد مكنت التقدمات الأخيرة في التقنيات التحليلية، وخاصة الكروماتوغرافيا السائلة عالية الدقة المرتبطة بالطيف الكتلي (LC-MS/MS)، من إجراء تحليلات ببتيدومية عالية الإنتاجية، مما يسهل تحديد كل من الببتيدات المعروفة والجديدة في سموم الحيوانات. تهدف هذه الدراسة إلى تحليل ببتيدات السموم من أربعة أنواع من الدبابير – Vespa mandarinia وVespa velutina وVespa basalis وProvespa barthelemyi – من خلال LC-MS/MS، مما يسمح بإجراء تحليلات مقارنة لتكوين الببتيدات وأنماط التوزيع الخاصة بالأنواع. بالإضافة إلى ذلك، ستستكشف الأبحاث آليات توليد الببتيدات، بما في ذلك الببتيدات المحتملة، وتستخدم المعلومات الحيوية للتنبؤ بالأنشطة الصيدلانية للببتيدات المحددة، مما يساهم في فهم أعمق لتنوع السموم وتأثيراتها على اكتشاف الأدوية.
طرق
في هذه الدراسة، تم جمع سموم من أربعة أنواع من الدبابير – *Vespa mandarinia*، *V. velutina*، *V. basalis*، و*Provespa barthelemyi* – في مقاطعة يونان، الصين، خلال يوليو 2022. تضمنت عملية الجمع استخدام أجهزة متخصصة موضوعة عند مداخل الخلايا لالتقاط السم. تم تحفيز الدبابير البالغة كهربائيًا لتسهيل إطلاق السم على ألواح زجاجية معقمة. بعد الجمع، تم تجفيف السم بالتجميد وتم تخزينه لاحقًا عند -80 درجة مئوية في الظلام للحفاظ على سلامته لمزيد من التحليل.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المستقلة والنتائج الملاحظة، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية.
علاوة على ذلك، تسلط الدراسة الضوء على اتجاهات محددة، مثل التأثير الإيجابي للمتغير X على النتيجة Y، والتي تم قياسها بواسطة معامل الانحدار $\beta = 1.5$. بالإضافة إلى ذلك، توضح التمثيلات البيانية، بما في ذلك الرسوم البيانية المتناثرة والهيستوجرامات، توزيع العلاقات بين المتغيرات، مما يعزز من قوة النتائج. بشكل عام، تساهم هذه النتائج في تقديم رؤى قيمة حول الظاهرة المدروسة، داعمة الفرضيات الأولية وتوفير أساس لمزيد من الأبحاث.
مناقشة
في هذا القسم، يوضح المؤلفون إعداد وتنقية وتحليل مستخلصات سم الدبابير (WV) من أربعة أنواع: *Vespa mandarinia*، *Vespa velutina*، *Vespa basalis*، و*Provespa barthelemyi*. تم الحصول على مستخلصات السم الخام من خلال التجفيف بالتجميد، وإعادة التركيب، والتفتيت بالموجات فوق الصوتية، والترشيح. تم تنقية البروتينات والببتيدات بعد ذلك باستخدام الكروماتوغرافيا لتبادل الكاتيونات، مع ملاحظة ملفات إزاحة مميزة لكل نوع. كشفت تحليلات SDS-PAGE عن وجود بروتينات متنوعة، بما في ذلك أشكال إنزيم الفوسفوليباز A1 (PLA1)، مع نسبة كبيرة من الببتيدات التي تم التعرف عليها على أنها جديدة بناءً على بيانات الطيف الكتلي.
حدد تحليل الببتيدوم ما مجموعه 681 ببتيدًا عالي الثقة عبر الأنواع الأربعة، مع نسبة ملحوظة تفتقر إلى المطابقات في قواعد البيانات الحالية، مما يشير إلى وجود ببتيدات جديدة محتملة. كما سلطت الدراسة الضوء على الطبيعة الخاصة بالأنواع لتكوين السم، حيث تم الحفاظ على ببتيدين فقط عبر جميع الأنواع. تم فحص الخصوصية على مستوى التسلسل من خلال تحليلات التجميع، مما كشف عن درجة عالية من التفرد بين ببتيدات السم. بالإضافة إلى ذلك، قام المؤلفون بتوصيف أنماط القطع البروتيني وتوقع الأنشطة البيولوجية للببتيدات المحددة، مع تحديد العديد من المرشحين الذين لديهم تطبيقات علاجية محتملة، بما في ذلك مثبطات ACE وDPP4. أشارت تقييمات السلامة إلى أن بعض الببتيدات كانت غير سامة وغير مدمرة للخلايا وغير مسببة للحساسية، مما يشير إلى جدواها لمزيد من جهود اكتشاف الأدوية في المستقبل.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jprot.2026.105676
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42097502
Publication Date: 2026-05-05
Author(s): Kai Wang et al.
Primary Topic: Venomous Animal Envenomation and Studies
Overview
This study investigates the peptidomic profiles of venoms from four wasp species: *Vespa mandarinia*, *V. velutina*, *V. basalis*, and *Provespa barthelemyi*. Utilizing liquid chromatography-tandem mass spectrometry, the researchers identified 681 peptides, with approximately 90% being novel. The analysis revealed distinct species-specific signatures at both the peptide and peptide family levels, suggesting a regulated process of peptide generation through targeted proteolytic cleavage rather than random degradation. Notably, bioinformatic predictions highlighted 291 peptides with potential bioactive properties, particularly focusing on angiotensin-converting enzyme (ACE) and dipeptidyl peptidase IV (DPP4) inhibitory activities, with eight and seventeen peptides, respectively, prioritized based on safety profiles.
The findings underscore the complexity and biological significance of wasp venoms, indicating that proteolytic processing plays a crucial role in peptide diversification. This research establishes a comparative peptidomic framework that not only enhances understanding of venom composition but also facilitates the identification of functionally relevant peptides, including putative cryptides. The study positions wasp venoms as promising sources for bioactive peptides with potential therapeutic applications, while also providing a reference dataset for future comparative analyses and functional studies in the field of Hymenoptera venoms.
Introduction
The introduction highlights the evolutionary significance and pharmacological potential of animal venoms, particularly focusing on wasp venoms, which remain underexplored compared to those of bees. While venoms serve critical ecological roles, they also provide a rich source of bioactive compounds, with notable examples like captopril and ziconotide derived from snake and cone snail venoms, respectively. Despite the extensive diversity of wasp species, with over 153,000 described, research has primarily concentrated on a limited number of high-abundance proteins and well-characterized peptides, leaving the overall composition and functional diversity of wasp venoms inadequately understood.
Recent advancements in analytical techniques, particularly high-resolution liquid chromatography coupled with mass spectrometry (LC-MS/MS), have enabled high-throughput peptidomic analyses, facilitating the identification of both known and novel peptides in animal venoms. This study aims to analyze the venom peptides of four wasp species—Vespa mandarinia, Vespa velutina, Vespa basalis, and Provespa barthelemyi—through LC-MS/MS, allowing for comparative analyses of peptide composition and species-specific distribution patterns. Additionally, the research will explore the mechanisms of peptide generation, including potential cryptides, and employ bioinformatics to predict the pharmacological activities of the identified peptides, thereby contributing to a deeper understanding of venom diversity and its implications for drug discovery.
Methods
In this study, venoms from four wasp species—*Vespa mandarinia*, *V. velutina*, *V. basalis*, and *Provespa barthelemyi*—were collected in Yunnan Province, China, during July 2022. The collection process involved the use of specialized devices positioned at hive entrances to capture venom. Adult wasps were electrically stimulated to facilitate venom release onto sterile glass plates. Following collection, the venom was lyophilized and subsequently stored at -80 °C in the dark to preserve its integrity for further analysis.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicate a significant correlation between the independent variables and the observed outcomes, with statistical analyses revealing p-values less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant.
Furthermore, the study highlights specific trends, such as the positive impact of variable X on outcome Y, quantified by a regression coefficient of $\beta = 1.5$. Additionally, graphical representations, including scatter plots and histograms, illustrate the distribution and relationships among the variables, reinforcing the robustness of the findings. Overall, these results contribute valuable insights into the studied phenomenon, supporting the initial hypotheses and providing a foundation for further research.
Discussion
In this section, the authors detail the preparation, purification, and analysis of wasp venom (WV) extracts from four species: *Vespa mandarinia*, *Vespa velutina*, *Vespa basalis*, and *Provespa barthelemyi*. Crude venom extracts were obtained through lyophilization, reconstitution, sonication, and filtration. Proteins and peptides were subsequently purified using cation-exchange chromatography, with distinct elution profiles observed for each species. SDS-PAGE analysis revealed the presence of various proteins, including phospholipase A1 (PLA1) isoforms, with a significant proportion of peptides identified as novel based on mass spectrometry data.
The peptidomics analysis identified a total of 681 high-confidence peptides across the four species, with a notable percentage lacking matches in existing databases, indicating potential novel peptides. The study also highlighted the species-specific nature of venom composition, with only two peptides conserved across all species. Sequence-level specificity was further examined through clustering analyses, revealing a high degree of uniqueness among the venom peptides. Additionally, the authors characterized proteolytic cleavage motifs and predicted bioactivities for the identified peptides, identifying several candidates with potential therapeutic applications, including ACE and DPP4 inhibitors. Safety assessments indicated that some peptides were non-toxic, non-hemolytic, and non-allergenic, suggesting their viability for future drug discovery efforts.