Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản

Số 3/2012

THÔNG BÁO KHOA HỌC

ĐỘC TỐ ỐC CỐI VEN BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM: CẤU TẠO
TUYẾN ĐỘC TỐ VÀ ĐẶC TRƯNG VỀ SỐ LƯỢNG CONOPEPTID
CONOTOXIN FROM CONUS IN THE CENTRE OF VIETNAM:
VENOM APPARATUS AND PROFILE OF CONOPEPTIDES
Ngô Đăng Nghĩa1, Nguyễn Thanh Sơn2 Nguyễn Anh Phương3, Lâm Thành Hưng4
Ngày nhận bài: 05/6/2012; Ngày phản biện thơng qua: 13/6/2012; Ngày duyệt đăng: 12/9/2012

TĨM TẮT
Ốc cối thuộc họ ốc phân bố rộng ở vùng biển nhiệt đới. Trong cơng trình này, 3 lồi ốc cối Conus striatus, Conus
textile, Conus vexillum thu được từ ven biển Khánh Hịa được nghiên cứu dưới các khía cạnh: khối lượng các bộ phận của
tuyến độc, thành phần conopeptid và thử nghiệm độc tính trên chuột. Kết quả cho thấy mỗi loại ốc cối có lượng peptid khá
lớn từ 50 đến trên 100 loại.
Từ khóa: conopeptide, ốc cối, tuyến độc tố, sinh học thần kinh

ABSTRACT
Conus is the family distributed in the tropical marine areas. In this study, three species of Conus striatus, Conus
textile, Conus vexillum collected in the coastal area in the Khanh Hoa province were studied under different aspects that
were the weigh of the venom system, quantity of conopeptides and toxic property in mouse. The results shown that every
venom of species consited of from 50 to over 100 different peptides.
Keywords: conopeptide, conus, venom apparatus, neroscience
I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Mỗi loại độc tố ốc là một hỗn hợp chứa trên 100 loại

Ốc cối (Cone snails) là một nhóm lớn, cho đến

peptide khác nhau. Khi giải mã gen, người ta thấy

nay được ghi nhận khoảng 700 lồi, có phân bố

rằng các độc tố là các propeptid, sau đó chúng được

rộng, thuộc họ Conidae. Chúng săn mồi bằng một

enzym endoprotease phân cắt để tạo thành các

hệ thống nọc độc phát triển cao có thể làm tê liệt con

peptid độc cuối cùng. Các peptid này có kích thước

mồi trong vài giây, nhờ vậy đảm bảo sự bắt mồi và

nhỏ, tương đối dễ tổng hợp, cấu trúc ổn định, tác

tránh để mồi lộ ra lâu có thể bị các con cá lớn hơn

dụng vào các mục tiêu chuyên biệt làm cho chúng

giành mất. Mỗi loài ốc cối sản sinh ra một loại độc

trở thành các đầu dị (probe) lý tưởng trong dược

tố riêng. Đó là một hỗn hợp của các peptid ngắn, có

học. Một điều rất ngạc nhiên là đa số các độc tố ốc


liên kết disunfua, có khả năng làm bất động con mồi

có liên quan sự giảm đau đớn và được dùng trong

rất nhanh. Độc tố này tùy thuộc vào loại mồi là cá

trị liệu giảm đau. Người ta ước lượng có khoảng

(piscivorous species), nhuyễn thể (molluscivorous

trên 50.000 đến 100.000 loại conopeptide nhưng

species) hay sâu (vermivorous species). (Richard

chỉ mới khoảng 0,1% được biết rõ về dược tính. Số

J.Lewis 2009, Heinrich 2004)

độc tố lớn lao này là một nguồn vật liệu dồi dào cho

Các peptid được chia thành 2 loại là conotoxin

việc nghiên cứu dược tính và ứng dụng. Các độc tố

(gây tử vong) hoặc conopeptid ( không gây tử vong).

này tác dụng lên các kênh canxi (ω-conotoxin), natri

PGS.TS. Ngô Đăng Nghĩa, 2CN. Nguyễn Thanh Sơn, 3CN. Nguyễn Anh Phương: Viện Công nghệ Sinh học &

Môi trường - Trường Đại học Nha Trang
2 4
TS. Lâm Thành Hưng: Laboratoire de Neurobiologie CNSR, Pháp
1

36 ❖ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản

Số 3/2012

(μ-, μO- và δ- conotoxin) và kali (κ- conotoxin), chất

Sau đó đem ly tâm, loại bỏ cặn và thu dịch lọc. Làm

vận chuyển norepinephrine (χ-conopeptide), thụ

lạnh ở -200C trong 6 giờ sau đó đem đơng khơ dịch

thể (receptor) acetylcholine nicotinic (α-conotoxin),

lọc này trong 24 giờ ta thu được độc tố ốc thơ.

α1-adrenoceptor (ρ-conopeptide), thụ thể NMDA

2.2. Chuẩn bị mẫu phân tích cho HPLC/MS

(conantokins), thụ thể vasopressin (conopressin) và
thụ thể neurotensin (contulakins).


Lấy 2mg độc tố thô thêm 0,25ml pha động A
(TFA 1%), 0,25ml pha động B (ACN:H2O = 9:1) cho

Độc tố ốc cối được phân ra thành 6 nhóm

vào ống ly tâm có đầu lọc, đầu lọc này chỉ cho những

(superfamily) (A-, M-, O-, P-, S-, và T-) dựa trên

phân tử có khối lượng dưới 10.000 Da đi qua. Sau

khung cystein của chúng, sự tương đồng của trình

đó đem ly tâm lạnh 10.000 vòng/phút trong 1 giờ.

tự pre-pro của gen, kiểu cuộn và tác dụng sinh lý.

Lấy 200μl dịch sau ly tâm thêm 400μl pha động A,

Chúng được biết có hoạt tính giảm đau, chống động

400μl pha động B đem phân tích bằng máy sắc ký

kinh, bảo vệ tim, bảo vệ thần kinh, do đó chúng

lỏng cao áp (HPLC). Hóa chất được sử dụng thuộc

trở nên các cơng cụ hữu ích trong nghiên cứu


loại dùng cho HPLC.

ung thư, cơ thần kinh và rối loạn tâm lý (Jon-Paul

2.3. Xác định phổ các peptid trong độc tố conotoxin

Bingham, 2010).
Ở nước ta có khoảng 76 loài ốc cối được thu
thập (Hylleberg và cs, 2003) nhưng chưa được
nghiên cứu nhiều về độc tính.
Cơng trình này nhằm khảo sát bước đầu cấu
tạo tuyến độc tố và đặc trưng phổ sắc ký tồn thể
của các peptid có khối lượng phân tử dưới 10.000
dalton từ độc tố ba loài ốc cối khá phổ biến ở vùng
biển Khánh Hòa và các vùng biển miền Trung là
Conus striatus, Conus textile, Conus vexillum.
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu
Mẫu ốc cối Conus striatus, Conus textile, Conus
vexillum thu thập tại vùng biển Nha Trang - Khánh
Hòa, được rửa sạch, thấm khô và cất giữ ở - 700C
trước khi phân tích.

bằng HPLC
Máy sắc ký lỏng cao áp (HPLC) với detector
UV-VIS, cột sắc ký ngược pha RP C18 (Thermo
sicentific, Mỹ), 150 x 4,6mm nhồi RP-18 cỡ 5μm.
Pha động: Dung dịch ACN:H2O = 9:1; TFA 1%.
Detector UV-VIS: bước sóng 254nm. Lưu lượng
dịng: 0,5mL/phút. Thể tích tiêm: 20μl/ mỗi lần thí

nghiệm. Nhiệt độ sắc ký: nhiệt độ phịng. Khảo sát
chương trình chạy gradient tại các thời gian 60, 90
và 120 phút.
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
1. Cấu tạo và đặc trưng khối lượng tuyến độc tố
Kết quả giải phẫu trên hình 1 cho thấy cấu tạo
của tuyến độc tố bao gồm các phần chính là túi nọc
độc, thường có kích thước lớn nhất, rồi đến ống dẫn
có đường kính nhỏ và chiều dài khá lớn, tận cùng là
vòi hút và túi chứa các răng chitin. Khác với các công

2. Phương pháp nghiên cứu

trình của Jennifer 2002 và J.Benjamin Franklin 2007

2.1. Giải phẫu tách tuyến nọc độc

mô tả chi tiết cấu tạo các bộ phận, cơng trình này

Ốc được rửa sạch, để ráo nước, dùng búa đập

đi vào đặc trưng khối lượng giữa các bộ phận của

vỡ vỏ ốc, gắp nội quan cho vào đĩa petri. Dùng dao

tuyến độc tố. Khối lượng của từng bộ phận của tuyến

mổ và kéo cắt tại vị trí chứa tuyến nọc độc. Mọi thao

độc tố cho trên bảng 1 và hình 2. Khối lượng tuyến


tác giải phẫu đều tiến hành trên các túi đá lạnh để

độc tố của C.striatus lớn gấp ba và của C.vexillum

đảm bảo giữ nguyên tính chất sinh học của tuyến

lớn gấp hai lần tuyến độc tố của C.textile. Trong

nọc độc. Sau khi tách được tuyến nọc độc ra dùng

từng loài, tỷ lệ giữa các bộ phận không giống nhau.

panh, dao nhọn và kéo cắt nhỏ, nghiền nhuyễn

Lồi C.striatus mặc dầu có khối lượng tuyến độc rất

trong dung dịch TFA:ACN = 1:1 để hòa tan độc tố.

lớn nhưng ống dẫn lại ngắn và có khối lượng nhỏ,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ❖ 37


Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản

Số 3/2012

0,14g so với lồi C.textile, 0,26g. Khối lượng vịi hút tuy vậy lại khá giống nhau từ 0,19 - 0,21g.


Hình 1. Cấu tạo tuyến nọc độc của Conus textile
Túi răng kitin (Dr), ống dẫn (Od), túi nọc độc (Td), vòi hút (Vh)

Bảng 1. Khối lượng trung bình tuyến nọc độc của 3 loài ốc cối, số cá thể mỗi loài n=10
Túi độc (g)

Ống dẫn (g)

Túi răng kitin (g)

Vòi hút (g)

KL tuyến độc một
cá thể (g)

Conus textile

0,46 ± 0,11

0,26 ± 0,08

0,07 ± 0,05

0,21 ± 0,04

1,00 ± 0,22

Conus striatus

2,87 ± 0,27


0,14 ± 0,02

0,04 ± 0,01

0,21 ± 0,10

3,25 ± 0,36

Conus vexillum

1,38 ± 0,44

0,28 ± 0,07

0,03 ± 0,01

0,19 ± 0,06

1,88 ± 0,55

Lồi

Hình 2. Khối lượng các bộ phận của tuyến độc ở 3 loài ốc cối C.textile, C. striatus và C.vexillum

Kết quả trên cho thấy vai trị của ống dẫn nọc
khơng đơn thuần chỉ là vận chuyển. Qua độ dài bất
thường của nó, có thể thấy rằng có những q trình
sinh hóa tạo nên độc tố xảy ra trong ống dẫn này
(Jennifer Marshall, 2002). Điều này cần có những


hơn các q trình hình thành và tạo nên sự đa dạng
của các peptid.
2. Phổ các peptid từ độc tố ốc cối
Để đánh giá mức độ đa dạng của các peptid

nghiên cứu chuyên sâu không những về vi phẫu

trong độc tố thô, mẫu được lọc để thu các peptid có

thuật mà cịn các nghiên cứu sinh hóa để làm rõ

khối lượng phân tử nhỏ hơn 10.000 dalton vì đây là

38 ❖ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản

Số 3/2012

nhóm có tính chất sinh học đáng chú ý nhất. Để tìm

các peak khá rõ. Do đó chế độ này được chọn để

chế độ chạy gradien tốt nhất, thời gian được thử là

chạy độc tố cho cả ba loài. Đây là thí nghiệm ban

60, 90 và 120 phút. Kết quả cho trên hình 3 cho thấy


đầu do đó chỉ cho thơng tin về số lượng và vị trí các

chế độ chạy gradien ở 120 phút cho sự phân tách

peak mà chưa định danh chính xác.

a

b

c

Hình 3. Phổ sắc ký đồ của Conus textile ở thời gian chạy gradient khác nhau, a:60, b:90 và c:120 phút

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ❖ 39


Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản

Conus striatus

Conus textile

Conus vexillum
Hình 4. Phổ sắc ký đồ của ba lồi ốc cối C. striatus, C. textile và C.vexillum
Chế độ chạy HPLC gradien ở 120 phút

40 ❖ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


Soá 3/2012


Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản
Dựa trên phổ sắc ký của 3 lồi ốc, có thể nhận
thấy mặc dù đã lọc tách phần protein có khối lượng
phân tử cao trên 10.000 Da, phần cịn lại có thành
phần khá phức tạp. Số lượng các peak rất nhiều và
ở các thời gian lưu khác nhau, cường độ hấp thụ UV
khác nhau và diện tích khác nhau cho thấy loại, số
lượng các loại peptid trong chất độc của từng loài
ốc rất phong phú và đa dạng. Sơ bộ có thể nhận
thấy số lượng peptid trong các mẫu độc tố từ trên
50 cho đến 100 loại khác nhau. Điều này phù hợp
với các tác giả nước ngồi. Để có thể xác định các
loại peptid trong phổ cần nghiên cứu sâu hơn. Cả 3
lồi đều có các peak xuất hiện rõ và khá cao tại các
thời gian lưu là 37 và 72 phút.

Soá 3/2012
Để định danh các loại conotoxin trong dịch độc
tố này, cần tiến hành phân tích khối phổ và giải trình
tự protein, sau đó thử nghiệm lại độc tính bằng các
thử nghiệm sinh học khác. Trong khuôn khổ đề tài
về bảo tồn nguồn lợi gen, các nghiên cứu ở đây mới
chỉ dừng lại ở các kết quả bước đầu phân tích và
đánh giá nguồn gen.
IV. KẾT LUẬN
Kết quả cho thấy cấu tạo tuyến độc tố của ba
loài ốc cối thu được rất đặc trưng của họ ốc cối và

sơ bộ cho thấy số lượng các peptid trong độc tố của
từng loài rất phong phú. Các độc tố này sẽ là nguồn
cung cấp các peptid đa dạng cho các nghiên cứu về
sinh học thần kinh tại nước ta.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

Heinrich Terlau and Baldomero M.Olivera (2004). Conus Venoms: A rich source of Novel Ion Channel-Targeted Peptides.
Physiological Reviews, 84:41-68.

2.

Hylleberg, J and Kilburm, R.N. (2003). Marine molluscs of Vietnam,Proceeding of 16th International Congress and
Workshop, Tropical Marine Molluscs Program (TMMP).

3.

Jennifer Marshall, Wayne P.Kelly, Stanislav S. Rubakhin, Jon-Paul Bingham, Jonathan V. Sweedler, and William F. Gilly
(2002). Anatomical Correlates of Venom Production in Conus californicus. Biological bulletin 203:27-41.

4.

Jon-Paul Bingham, Erin Mitsunaga, Zachary L. Bergeron (2010) Drugs from slugs-Past, present and future perspectives of
ω-conotoxin research. Chemico-Biological Interactions, 183: 1-18.

5.

Richard J. Lewis (2009) Conotoxins: Molecular and Therapeutic in:Targets. N.Fusetami and W.Kem (eds), Marine Toxins as
Research tools, Progress in Molecular and Subcellular Biology, Marine Molecular Biotechnology 46. Springer-Verlag Berlin

Heidelberg, Germany.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ❖ 41