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蛇毒的神经毒素及其对神经传递的影响

2017-11-14 17页 doc 44KB 79阅读

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蛇毒的神经毒素及其对神经传递的影响蛇毒的神经毒素及其对神经传递的影响 StraitPharmaceuticalJourna1Vo120No.72008 ? 综述? 蛇毒的神经毒素及其对神经传递的影响 王晴川,刘广芬(福建医科大学蛇毒研究所福州350004) 摘要:蛇毒中含有200种以上的神经毒素,对神经递质的传递环节有高度特异的亲 和力,能激活或阻断不同神经受体和离子通道,影响递质 的释放和代谢,因此可用于受体和离子通道的研究,作为受体和离子通道鉴定和分 类的科学依据,并可开发为治疗某些疾病的特效药. 关键词:蛇毒;神经毒素;神经传递;受体;突...
蛇毒的神经毒素及其对神经传递的影响
蛇毒的神经毒素及其对神经传递的影响 StraitPharmaceuticalJourna1Vo120No.72008 ? 综述? 蛇毒的神经毒素及其对神经传递的影响 王晴川,刘广芬(福建医科大学蛇毒研究所福州350004) 摘要:蛇毒中含有200种以上的神经毒素,对神经递质的传递环节有高度特异的亲 和力,能激活或阻断不同神经受体和离子通道,影响递质 的释放和代谢,因此可用于受体和离子通道的研究,作为受体和离子通道鉴定和分 类的科学依据,并可开发为治疗某些疾病的特效药. 关键词:蛇毒;神经毒素;神经传递;受体;突触前神经毒素;突触后神经毒素;烟碱型 神经毒素;毒蕈碱型神经毒素;钾离子通道毒素;胆碱酯酶 抑制剂 中图分类号:R917文献标识码:A文章编号:1006—3765(2008)一07—0001.06 NeurOtOxinSofsnakevenomsandtheireffectsonneurotransmission WANGQing-chuan,LIUGuang-fen(LaboratoryofVenomResearch,FujianMedicalUniversity,Fuzhou350004, China) ABSTRACT:Therearemorethan200kindsofneurotoxinsinsnakevenoms.Theyactondifferentstepsofneu— raltransmissionwithhighspecificaffinity.Theyactivateorblockdifferentneuralreceptorsandionchannels,in— fluencethereleaseormetabolismofneurotransmitter.Thereforetheymaybeusedfortheidentificationandclasf— ficationofreceptorsandionchannels,andmaybeexploitasthespecificdrugsfortreatingofsomediseases. KEYWORDS:Snakevenom;Neurotoxins;N;Receptor;Presynapticneurotoxins;Postsyn aptictoxins;Nicotinic—type neurotoxins;Musearine-typeneurotoxins;Potassiumchanneltoxins;ChoIinesteraseinhihi tors; 蛇毒中含有多种酶类和毒蛋白,各具特殊的生物活性. 神经毒素是其中的一类重要组分,其毒性极强.是蛇伤致死的 主要成分之一.利用其生物活性的高度特异性,可开发为治 疗疾病的特药或生物学的工具药. 在生理活动中,当神经兴奋时,冲动沿轴突传向终端,引 ,释放乙酰胆碱.乙酰 起终板除极,促使ca2内流,囊泡外排 胆碱是机体各脏器的神经联系的重要递质.乙酰胆碱作用于 突触后乙酰胆碱受体,引起生物效应.乙酰胆碱受体有两种, 即烟碱型乙酰胆碱受体(Nicotinicacetylcho5nereceptor' nAchR)和毒菌碱乙酰胆碱受体(MuscarinicacetychoKnereceP— tor,mAchR),前者主要分布于骨骼肌,脑中少量,后者分布于 脑,各种平滑肌,心肌和内分泌腺.蛇毒的神经毒素最初是张 均昌和李镇源【1]从银环蛇(Bungarusmulticinctus)蛇毒分离纯 化得到的.他们用淀粉区带电泳从该蛇毒分离到3个毒 性组分,称之为p一和环蛇毒素(,p.,7一Bungarotoxin),均 有阻断神经肌肉传导作用,前者作用于突触后,后二者作用于 突触前,以后即把作用于突触后的神经毒素称为a一神经毒素, 作用于突触前的神经毒素称为8-神经毒素.神经毒素的研究 作者简介:王晴川I,男(1926,).福建医科大学.药理学教授.已退 休.rrel:0591—83337146,E—mail:wanghu.2@163.com;刘广芬.女 (1927,).福建医科大学,药理学教授,已退休.Te1:0591— 83337146:E—mail:wangliu一2@163.com 已有很大进展,按其作用点可分为4类【2J: 1突触前神经毒素(Presynapticneurotoxin) 亦即神经毒素(~Neurotoxins).其作用点在突触前神 经末梢,通过触发Ca2内流,引起神经递质囊泡释放并排空, 使肌肉先收缩后抑制.电生理学上可看到由于乙酰胆碱泄漏 引起的微终板电位(Miniatureend—platopotential,MEPP)的变 化,先降低,以后突然增高,最后频率减少至完全消失【3].据 用大鼠突触体实验,其作用在于抑制其上的突触蛋白I (Synapsin1),生长相关蛋白43(Growthassociatedprotein-43, GAP43)和豆蔻酰化的富含丙氨酸的蛋白激酶C底物 (Myristoylatedalanine-richCkinasesubstrate,MARcKS)的磷 酸化【4J,此作用与其磷酯酶A2(PhospholipaseA2,PLA2)活性 无直接关系. p神经毒素均具有PLA2活性,大都呈碱性,按其结构的 不同.可分为5类: 1.1单链型其典型代表是从虎蛇(Notechisscutatus)蛇毒 纯化的虎蛇毒素(Not~xin).由119氨基酸残基组成,含7个 二硫键,分子量13400Da. 1.2双链型其典型代表是口一环蛇毒素(~Bungarotoxin),由 2条肽链A和B组成,由一个二硫键链接.A链含120个氨 基酸,B链含60个.A链的氨基酸序列和PLA'相似,亦具有 PLA2活性.能把神经末梢的膜上打一个小洞,使Ca2注入 ? 】? 海峡药学2008年第20卷第7期 胞浆使乙酰胆碱释出.用Sr2替代Ca2,PLA2活性和突触 前作用均即丧失L5j. 1.3三肽型其代表是从泰攀蛇(Oxyuranusscutellatus)蛇 毒分离的泰攀毒素(Taipoxin).分子量46kD,由a,p,7三条 链组成,其氨基酸残基数分别为120,120和135.链呈碱性 并具PLA,活性. 1.4四肽型其代表是从Pseudonajatextilis蛇毒中分离的 Textilotoxin.含有A,B,C和D4个亚单位,亚单位D是由2 个相同的肽链以共价键连接组成的. 1.5二个亚单位型其典型代表是从南美响尾蛇恐怖亚种 (Crotalusdurissusterrificus)蛇毒中分离的响尾蛇毒素(Crotox— in).由酸性(A)和碱性(B)两个亚单位组成.碱性亚单位具 有PLA'活性,酸性亚单位不具有酶活性,但能把蛇毒带到特 定部位,让亚单位B发挥突触前毒素作用.它们单独毒性很 低,但结合在一起毒性即大大加强.B亚单位还能和红细胞 膜结合而出现溶血作用,亦能结合到突触后膜上,带有突触后 作用. 2突触后神经毒素(Postsynaptictoxins) 也称为a一神经毒素(a-Neurotoxins).因作用点不同,可分 为2型:一 2.1菸碱型(Nicotinictype)毒素作用于神经肌肉接头上的 菸碱型一乙酰胆碱受体(简称N一乙酰胆碱受体).突触后神经 毒素与乙酰胆碱受体形成一种复合物阻断乙酰胆碱对受体的 激活而引起肌肉麻痹.一种蛇毒所含神经毒素并不只一种, 银环蛇就含有a一和8-环毒素,还含有F毒素C6],后者亦能阻 断胆碱受体.棘眦海蛇(Acalytophisperonii)亦含有两种神经 毒素,即大组分和小组分神经毒素(Major和Minorneurotox— ins),二者差异很小仅在第43位氨基酸不同,前者为谷氨酰 胺,后者为谷氨酸【,引. N-乙酰胆碱受体可分为N一肌肉受体(亦称N,R)和N-神 经元受体(亦称N2R),前者分布于神经肌肉接头处,后者分布 于神经节和脑组织中.N1R含有5个亚单位,即aa878(或 e),当2个乙酰胆碱分子和2个a亚单位结合时,受体构相即 发生变化,使离子通道开放,某些离子(Na,K,Ca2)即穿 道而过,引起的除极波到达肌肉即引起收缩.突触后毒素的 作用归因于与受体牢固结合,使乙酰胆碱不能起作用. 已分离纯化和阐明一级结构的突触后神经毒素已在150 种以上L9J,有长链和短链之分.短链亦称工型,含有60,62 个氨基酸,在4个二硫键所分成的8个分段电,在第8段只有 1或2个氨基酸,在第5段只有一个氨基酸.长链亦称2型. 66--74个氨基酸,含有5个二硫键,在第8段中含有3个氨 基酸.神经毒素的二级结构主要由平行反向排列的8一折叠和 转角结构组成,a一螺旋只有少量.含有3个袢(A,B,C).亲 和力以中央袢(B)最重要,其精,精3,精,是与胆碱受体 亚单位的结合点.其余2个袢可能起协同作用,因为把G端 袢的赖5o,56和精7o,72和赖7l,N一端袢的赖lo加以修饰即失去神 经毒活性【1们.长链类对肌肉和中枢受体均有阻断作用,短链 类只能阻断肌肉上的受体,也可能是因为短链缺少一个二硫 键使袢变小之故. ? 2? N,R由和8亚基组成,不同数量的亚基构成含5个亚 单位的多种受体亚型.银环蛇毒中含有一种称为K一环蛇毒 素(k-Bungarotoxin)的神经毒素,对N2R受体有不同亲和力, 对主要分布于神经节的a3受体亚型,仅10nM就有阻断作 用,对主要分布于脑中的受体阻断浓度为1M.对其它 受体则不敏感[11],因此对N2R又增加一个鉴别工具药. K-环蛇毒素最初是从台湾产的银环蛇毒分离的,由66个 氨基酸组成,具5个二硫键,在氨基酸序列上与环毒素有 50%的同源性.以后从广东产的银环蛇毒中分离到2种类似 的组成,称为k2和k3一环毒素,从马来西亚的黄头环蛇(Bun— garusflavife加)亦分离到一种类似物,特称为k—Fvt.其结构 相似,只是某些位的氨基酸有所不同.K一环毒素也能与脑神 经元上的N,R结合,但不影响其传导u引. 2.2毒蕈碱型(Muscarine-type)毒素作用于神经细胞和某 些内脏上的毒蕈碱型一乙酰胆碱受体(mAChR).人和许多动 物体中有5个mAChR基因,分别表达5种受体亚型[13-j, 其分子已被克隆.是一类7次跨膜的蛋白,由460,590个氨 基酸残基组成,分别称为M1,M5.基因重组者称为ml, m5.哌仑西平(Pirensipine),Ethoctramine,4一DAMP和Him— bacine(16)分别对ml,rn2,m3,m4受体有高亲和力,可加以区 分.ml受体主要分布于海马[17],其次为大脑皮层【培)和纹状 体09J.m4受体主要分布于纹状体C2o],作用于mAChR的神 经毒素研究较少,目前已发现有两类: 2.2.1毒草碱毒素(Muscarinictoxins,MTXS):二苯羟乙酸 奎宁(Quinuclidinylbenzylate,QNB)和N一甲基东莨菪碱(N— Methylscopolamine,NMS)是mAChR的通用强力阻断剂. Karlsson实验室C21]利用其标记物作为放射性配体进行放射性 配体受体结合试验(RRA),最初从非洲眼镜蛇科毒蛇白唇曼 巴(Dendroaspisangusticeps)蛇毒中分离到两种能抑制H— QNB与大脑皮层突触体结合的组份,统称之为毒蕈碱毒素 (Muscarinictoxins,MTXs),该两组份即分别称为MTX】和 MTX2.其对3H—QNB与大脑皮层突触体结合的抑制率只为 54%,因此认为可能是作用于受体亚型.后经Jerusalinsky等 的重复实验证实【22j.以后又从该蛇毒分离到MTX和 MTX4L2引.MTX4是一类由65,66个氨基酸残基组成,分子 量为7.5kD左右的小肽,其三级结构和短链突触后神经毒素 相似【2,属3指毒素,其整个分子含有3个稳定的3袢,形成 一 种2或3股的折叠,用4个二硫键与球状核心联结. MTX,对完整组织,离体细胞,细胞膜上和溶液中的M1受体 亚型都有高度选择性【2引,MTX】3对M】和M4受体有很高 亲和力,其中MTX2对M】,MTX对M4亚型受体有较高选 择性.动物实验,MTX,和MTX2对离体家兔输精管能抑制 刺激神经引起的收缩【2.,).家兔输精管的突触前受体是 M,,通过负反馈控制兴奋性神经递质ATP和去甲肾上腺素 的释放【2.MTX,和MTX2注入大鼠海马有改善记忆作用, 并能被东莨菪碱所拮抗【2,30,),这些结果提示MTXS是 mAchR的激动剂,有望开发为治疗药物.曼巴属_的黑曼巴 (D.polyepis)和西非曼巴(D.viridis)蛇毒中也含有MTXs, StraitPharmaceuticalJournMVol20No.72008 但其亲和力较弱【...Max(]从白唇曼巴蛇毒中分离到一种 对m1受体有高度选择性的组分,称之为m1毒素(mrTo】【in), 由64个氨基酸残基组成,分子量为7361Da,其对m1受体的 亲和力比当前最常用的阻断剂哌仑西平L32J大.哌仑西平虽 能在药理学上对M1受体进行鉴定【3,但其对人m1受体的 亲和力只比对rn4,m5,m3和m2分别大6,14,22和35倍u, 因此难于把m】和rn4分开,m】毒素则在低浓度下即能充分 阻断m受体,而对m2,m5受体毫无影响.放射自显影表 明,它也只阻断2nMH-哌仑西平在大鼠脑组织m1特异抗 体的结合部位,阻断lnMH—QNB在海马富含m1受体的 齿状回和CA1区的结合,对富含m2受体的上四迭体则无影 响[26].因此认为是一种神经系统的解剖,功能研究的有用工 具[34]. 2.2.2毒蕈碱型乙酰胆碱受体抑制剂(Muscarineacetyl— cholinereceptorinhibitors):Tu(杜祖健)实验室【]也用[H] QNB放射性配体受体结合试验方法,对分属于眼镜蛇科,海 蛇科,蝮亚科17种毒蛇蛇毒进行筛选,发现所有受试蛇毒对 M受体拮抗剂HQNB与大鼠皮质突触体的结合都有不同程 度的抑制作用.其中抑制率最高的为眼镜蛇科的眼镜蛇南洋 亚种(Najanajasputatrix,88.7%),眼镜蛇菲律宾亚种(Naja najailippinesis,87.8%),金杯蛇(Bungarusfasciatus, 83.2%),白唇曼巴(81.3%),眼镜蛇泰国亚种(Najanaja samarensis,74.5%),印度眼镜蛇(Najanaja,71.0%),印度环 蛇(Bungaruscoeruleus,71.3%),蝮亚科的西部菱斑响尾蛇 (Crotalusatrox,88.4%),矛头蝮(Bothropsatrox,83.2%),草 原响尾蛇(Crotalusviridisviridis,82.3%)黄绿烙铁头 (Trimeresurusflavoviridis,79.7%),尖吻蝮(Agkistrodona— cutus,79.7%),并从其中抑制率最高的眼镜蛇南洋亚种蛇毒 分离纯化到一种分子量为13.6kD,兼具PLA2活性的中性蛋 白,称之为毒蕈碱型乙酰胆礅受体抑制剂,但未见药理实验资 料.其氨基酸系列和埃及眼镜蛇(Najanaja)属蛇毒的PLA, 具有高度同源性.在5种基因重组人mAchR亚型中,此抑制 剂对M5亚型有高度选择性[36].从西部菱斑响尾蛇蛇毒中 分离纯化的也是一种具PLA2活性的蛋白,但是一种同质二 聚体,分子量为30kD,质谱测定的分子量为13782Da.对 M5受体也有较高的选择性(373.西部菱斑响尾蛇蛇毒中还含 有多种PLA2,具毒蕈碱型乙酰胆碱受体抑制剂活性的是其中 分子量最小者.因此也可以说这是PLA2的一种新功能.免 疫学定位研究证明,M5主要存在于海马{383,作为对mAchR5 亚型具有选择性的活性物质,预示会有特定的药理作用和应 用前景,但尚未见报道.最近俞昌喜,黄立峰等[65]从我国的 舟山眼镜蛇蛇毒(Najaatra)中分离到一种分子量为13.3kD 的蛋白,能置换结合于大鼠脑皮质突触体mAChR(主为M 受体)的放射性特异配体HQNB,并具PLA'活力,其N一端 16个氨基酸序列(NLYQFKNMIQCTVP)和眼镜蛇属毒蛇蛇 毒的PLA2有高度同源性.该毒草碱性蛋白酶学和理化性质 与Du的抑制剂相似,但药理实验显示其对豚鼠回肠纵行肌 有收缩作用,并为阿托品所对抗,提示其对M受体可能具有 激动作用;能抑制电刺激兔输精管(M1受体)所引起的收缩, 提示该毒蕈碱性蛋白可能具有激动M1受体的作用.这是很 值得进行研究和具有开发利用价值的. 3与钾通道(K)结合神经毒素 钾通道是离子通道中的一个最大家族,其类型亦最 多(50,51].根据激活物的性质,钾通道可分为两大类,即电压 门控(Voltage-gated,Kv)K通道和配体门控(Ligand—gated) K通道.K通道对K有高度选择性,且分布极广,因此推 测这种通道在各种生理活动中可能起重要作用,如细胞兴奋, 神经递质释放,激素分泌,和淋巴细胞的激活.要判定细胞中 某一特殊K通道的功能作用,就要寻找对不同类型K通道 有高度选择性和亲和力的调控物.近年来在这方面的最大进 展是发现在生物毒素中存在许多对K通道有高度亲和力的 肽类抑制剂.利用这种工具,可以对K通道进行下列研究: ?从不同组织中提纯K通道;?测定K通道的亚单位组 成;?阐明K通道的分子结构;?研究K通道在靶组织中 所起的功能作用. 电压依赖性K(Kv)通道的种类及结构.Kv通道超家 族由Kva亚单位和辅助亚单位组成.Kva亚单位的超家族可 分为三大亚家族,即Shaker类亚单位家族,ether-a—go-go(eag) 类亚单位家族和KvLqTI类亚单位家族.其中Shaker类亚单 位家族是成员最多的. Shaker类亚单位家族最初是从一种遗传缺陷的果蝇 (Drosophilia)腿部肌细胞上认识到的.这种果蝇在接触乙醚 时电压依赖性K通道已有上百种,这是一个超家簇,按分子 生物学性质可分三大亚家族. 有些果蝇发生肌肉震颤(Shake),飞行能力减弱或丧失. 后研究其原因是肌肉中一种与形成心肌瞬时性外向(I)K 电流相似的K通道缺陷有关,使这种电流成分丢失.应用 遗传学和基因重组技术终于分离出这种缺陷性基因,并克隆 出第一个K的通道,称为ShakerK通道,该基因称为Shak— erK通道基因,以后以K通道基因作为分子探针,又发现 了分别称为shaw,shah和shalK通道.现国际统一命名,按 其发现先后,将其分别编为Kv1,Kv2,Kv3,Kv4等家族,已知 已有11个家族,即Kv1,9,IKr和IKs(52].每族均有许多成 员. 这些K通道蛋白都有共同的二级结构,均含有6个a螺 旋跨膜区(s1,S6),其NH2一和COOH端均在膜内.在s5, S6间由一个称为P区的片段联接.通道孔是由P形成的. 钾通道在神经传递的复极过程起重要作用.对K通道 的了解较少,近来发现许多生物毒素,包括蝎毒,蛇毒,蜘蛛 毒,芋螺毒和海葵等是K通道的特异配体,是区分通道类型 的主要工具,因而亦大大推动K通道的研究. 蛇毒中的K通道结合蛋白(53,543.Barrett等(393很早发 现肯尼亚产的白唇曼巴(Dendroaspisangusticeps)蛇毒含有能 促进神经末梢释放乙酰胆碱的组分,并从中分离到该组分,将 其定名为曼巴毒素(Dendrotoxin,DTX)(55-573.是第一个发 现的蛇毒的K通道结合蛋白.含有59个氨基酸残基,分子 量为7kD,含6个半胱氨酸.从曼巴属其它毒蛇蛇毒中也分 ? 3? 海峡药学2008年第20卷第7期 离到结构类似的组分:黑曼巴(D.polylepis)的毒素I(toxin I),毒素K(To~nK),曼巴蛋白B(DpB)和曼巴蛋白E(Dp E);白唇曼巴的a一曼巴毒素(a—Dendrotoxin)[59-]C13S1C;绿曼 巴(D.viridis)的DV14.这7种毒素结构相似,含57,6O个 氨基酸残基.由3对二硫键联结的单链.其氨基酸序列和三 维结构也和Kum~e型蛋白酶抑制剂如牛蛋白酶抑制剂相 似[61-],但其神经毒功能点与其抗蛋白酶作用点不同[62-].这 些曼巴毒素虽然氨基酸组成和序列都很相似,但对K通道 亚型的特异性则显着不同[58-~.曼巴毒素和毒素I能以nM 浓度亲和力水平阻断Kv1.1,Kv1.2和Kv1.6K通道,对其 它通道则无影响.毒索K对Kv1.1K通道作用最强,甚至可 完全阻断.HarveY等[58-~利用毒素K这种对K特殊通道的 高度亲和力研究脑中不同K通道的分布和年龄对分布的影 响.用I一曼巴毒素对大鼠脑切片的大部分Kv进行标 记,再用对Kv1.1K通道有高度选择性的C和Kv1.2K通 道有高度亲和力的卡律蝎毒素(Charybdotoxin)进行置换.结 果无论是毒素K或是卡律蝎毒素均不能对成年或老年大鼠 脑海马切片上的I一曼巴毒素进行完全置换,但卡律蝎毒 素的置换率总比毒素K高,例如在齿状回的分子细胞层和颗 粒细胞层分别为合率的1O和3O%.脑中某些部位两种 毒索的置换率随年龄增加而加大.例如海马CA3和侧膈核 CA1和CA2的分子细胞层,毒素K的置换率较高.利用只与 Kv1.1K通道结合的毒素K已从太鼠脑中分离到该通道的a 亚单位,并研究其理化性质[60-].曼巴毒素在药理学上是一种 很强的致惊厥药,通过抑制电压敏感性K通道而促使递质 释放[AO-].环蛇毒素也能与K通道结合,亦有K通道阻断 作用.DTX无内在的PLA2活性,更适合作为研究K通道的 工具药L4",能通过抑制慢激活K外向电流,使大鼠内脏感觉 神经元反复发放[42-]. 4抗胆碱酯酶类神经毒素 Osrnan等L63J早就发现白唇曼巴(D.angusticeps)蛇毒能 增强乙酰胆碱对大鼠子宫的作用,Viljoen等[44-~从中分离到一 种能使小鼠肌肉发生强烈震颤的组分Fvii,但未观察其对胆 碱酯酶活性的影响.最先证明其对抑制胆碱酯酶活性的是 Rodriquez-Ithurralde等,并从该蛇毒分离到两种能使小鼠 引起长期肌肉纤颤(Fasciculations)[43-],将其称为肌束纤颤素 (Fasciculin).一些眼镜蛇科毒蛇蛇毒中还含一类能抑制胆碱 酯酶的组分.研究较多的是分别从白唇曼巴(D.口ticep) 和黑曼巴(D.印如)蛇毒中的肌束纤颤素[43和肌柬纤颤 素2(Fusciculin2,F7)【,含57,6O个氨基酸,有3个二硫 键,其结构和突触后毒素及心脏毒素相似,均属眼镜蛇科蛇毒 三指结构超家族.但前者毒性较低,且免疫化学性质亦和后 二者不同,后有人又从同属毒蛇蛇毒中,分离到多种类似组 分,并将其另列一类,称为曼巴型毒素(Angusticep&typ.tox- ins)[45-]. 肌束震颤素的作用是能与胆碱酯酶结合而抑制其作用. 使神经末梢所释放的_乙酰胆碱不能水解,导致突触后神经和 肌肉因而持续兴奋.近来研究,肌束震颤素能和胆碱酯酶两 个点结合,一是乙酰胆碱进入该酶催化管道的入口处.一是发 ? d? 生水解的孔道终端.Marchot等[46-])设计一种对合成肌束震 颤素2基因定位诱变的新探针,以探测个别肌束震颤素氨基 酸残基在肌束震颤素和胆碱酯酶复合物形成及其构象变化中 所起的作用,结果表明,在14种突变体中,以R27-~W,AP30 和P31-~R的变体抑制作用最弱.说明原来的3个氨基酸在 肌束震颤素对胆碱酯酶的抑制上起支配作用.它们在毒素三 指结构的II袢顶部在Fasciculin-胆碱酯酶复合物界面中心形 成一个疏水残基族位点.突变体T_8一A,1'9一A,R11一Q抑 制作用则明显增强.其原来的3个氨基酸在I袢顶部界面周 端形成第二个位点,与毒素三指结构的III袢形成与胆碱酯 酶结合的3个协同泊点.这些结果也为抗胆碱酯酶药的设计 提供理论基础. 胆碱酯酶的作用是水解胆碱能神经所释放的递质乙酰胆 碱,在突触传递中起着关键性作用.近来发现,脑中某些部位 含有大量胆碱酯酶,但其底物和合成酶的水平却很低,且发现 有胆碱酯酶分泌到细胞外空问.因此可能存在着一种与底物 降解无关的神经元信息传导形式[47-].胆碱酯酶的这种非酶 解性质,可能也对病理情况起着重要作用.早有证据表明.在 阿尔茨海默病人脑中有胆碱酯酶和8一淀粉样肽的共同沉积, 此提示该酶在淀粉样斑块形成上发挥作用.后来果然证明胆 碱酯酶能加速8一淀粉样肽在阿尔茨海默纤维丝上的组装[48-]. 肌束震颤素的抗胆碱酯酶类作用有望开发为治疗药,目前M 胆碱受体激动剂正是治疗阿尔茨海默病药的一个开发热 点[49-]. 蛇毒的神经毒素主要存在于眼镜蛇科的眼镜蛇属,环蛇 属和曼巴属毒蛇中.眼镜蛇属和环蛇属的突触后毒素对N一 胆碱受体高度亲和力的发现使胆碱受体的提纯成为可能,开 创了受体分子生物学领域.曼巴属毒蛇的毒蕈碱受体激动剂 毒蕈碱毒素和抑制剂的发现为M一胆碱受体的分型和分布提 供有用工具,其所含的钾离子通道阻断剂和胆碱酯酶抑制剂 更是研究动物生理学的新型工具.这些神经毒索还可以开发 成为特效药.毒蛇种类繁多,还有很多具有特殊生物活性的 组分正等待我们去开发. 参考文献 [1]Chugcc,LeeCY.IsolationofneurotoxinsfromthevenomofBun— garusmulticinctusandtheirmodesofneuromuscularblockingaction [J].ArchIntPharmarcodyn1963,144:241—57. 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