[科普中国]-神经性毒素

简介

如：吃河豚中毒的人,就为"神经性毒素"上。还有‘乌头’，若用法不当，炮制方法不对就会中毒。

东汉末年，关羽中毒箭，华佗为关羽刮骨疗毒，其毒即为乌头毒。 乌头的有毒成分是二萜类生物碱，其中毒性最大的是乌头碱(aconitine)，只要几毫克就可以让人丧命，而且，它和河豚毒素一样，都是神经毒素，吃下去之后会导致全身神经活动（以及肌肉活动）的紊乱，不痛的地方感到痛，痛的地方感到不痛，肌肉不听使唤，心脏乱跳，又流口水又拉肚子，最后的死因，不是呼吸中枢麻痹，就是严重心律失常。

研究进展蝎毒中富含各种离子通道阻断剂，是离子通道阻断剂的天然资源之一，其中的α-毒素是旧大陆蝎毒液中的主要成分，它的电压门控钠结合位点是受体位点3,在优先识别哺乳动物和昆虫钠通道的能力上具有多样性。这些天然阻断剂已经被应用到关于靶离子通道的结构和应用的研究中了。蝎神经毒素，尤其是有选择性的蝎抗虫毒素具有特异性识别昆虫钠离子通道亚型的特长，可以利用这个特点研究它们与昆虫钠通道亚型的相互分子识别以及结合的结构因素，为研究环保型生物杀虫剂提供依据。

按照作用对象可将写神经毒素大致分为3类:哺乳动物神经毒素(MTx，在粗度中含量为10%-50%)、昆虫神经毒素(ITx，在粗毒中含量低于1%)、甲壳动物神经毒素 (CTx)。

对于蝎毒的研究最初是由于分布在非洲大陆的一些蝎品种引起了当地严重的公共医疗健康问题而提出。自1964年，Miranda等人报道Androtonus australis和Buthusoccitanu中的神经毒素以来，蝎毒中的神经毒素己被广泛的研究，尤其是哺乳动物毒素和昆虫毒素。20世纪70年代以来随着蝎毒的分离和纯化技术的发展，已经发现蝎毒中含有丰富的对兴奋膜离子通道有选择作用的神经毒素成分。 80年代以来，科学家们就东亚钳蝎为材料进行蝎毒的分离，蛋白质一级结构的测定，蝎毒素对离子通道的影响。现已从30种蝎子的粗毒中分离出120多种神经多肤，从10多种蝎子的粗度中芬例的刀40多种抗昆虫蝎毒素成分，如从北非蝎中分离的AaHITI, AaHIT4、AaHCIIT1和AaHCIIT2，从非洲蝎分离的AaIT131;从Buthacus arenicola中分离的BaIT2等等。

1982年，首次从墨西哥蝎Centruroides noxius毒液中分离得到了选择性阻断K+通道的毒素NTx，该毒素含有39个氨基酸残基，3对二硫键，随后又相继的分离和鉴定了80多种K+通道毒素，到目前为止只有ErgTx，是一个42aa的短肤，含有3对二硫键，具有特殊的一级结构和Cys位置，特异阻断人HERG基因编码的心脏快速延迟整流K+通道;B-KTx毒素组早在1992年由美国马兰大学Blaustain小组试验证明蝎毒液中含有分子量在8KDa以上的可特异性的抑制小鼠突轴小体电压门控非失活K+同到的成分，1994年该校组有分离到分子量为8.16KDa的TsTxKB o 1998年法国Martin-Eauclaire小组根据TSTKKB许列辛西，从该蝎毒素腺组织中克隆到TSTXKB的cDNA序列，它是由60aa组成，含有3对二硫键，随后他们采用同样的方法从A.australis的毒素中分离到另一个B-KTx毒素样肤的全长cDNA序列，与TsTxK 0呈现60%的相似性，被命名为AaTxKB o 2000年，Dossani小组分离到一个长链肤Scorpine，并且克隆了它的cDNA序列。Laraba-功ebari等人在1994年首次从北非蝎Androctonus australis毒腺组织cDNA文库中扩增出编码370bpKTX2前体的cDNA。从1989年开始，已经有各种尝试将蝎毒素基因在不同系统中表达的报道，包括E.coli, yeast，昆虫系统和哺乳动物细胞。而大多数的表达载体中只能得到无活性的蛋白或者少数的活性蛋白。

作用机理和分类根据初级结构和药理学的功能可将蝎Na+通道毒素分为4类, α一毒素、β一毒素、兴奋型和抑制型昆虫毒素。前两类毒素能够作用于哺乳动物或者昆虫Na+通道;或两类的毒素可以特异性作用于昆虫Na+通道。

兴奋型昆虫毒素能够引起昆虫肌肉痉挛，所以又称为痉挛性昆虫毒素，约有70个氨基酸残基组成，含有4对二硫键，其排列方式与其它蝎Na"通道毒素不同，它能够引起昆虫神经细胞动作电位的重复发放，增强峰Na+电流，延缓峰Na+传导的关闭，这种毒素毒性较强，包括AaHITl, BmKIT等。抑制型昆虫毒素能够缓慢引起昆虫松弛直到完全的麻痹，所以也成为软瘫型昆虫毒素，它约由60个氨基酸残基组成，含有4对，硫键，抑制型毒素封闭昆虫轴突动作电位，能够降低峰Na+电流，逐渐抑制Na+电流，主要包括BjIT2, BmKIT2等。

这些毒素的靶受体主要是神经可兴奋膜上的电压依赖性Na+通道(Voltage-dependent Na+ channels)，这是所有昆虫毒素的共同特点。但是也有最新的蝎毒研究成果证明有作用于K十通道的蝎昆虫毒素。所以昆虫毒素对寻找和开发生物类杀虫剂有很重要的意义。

在东亚钳蝎的神经毒素中已经分离出数类属Na+通道阻断剂的多肤成分。蝎毒Na+通道毒素的种类比较多，保守性好，蝎Na+通道毒素三维结构属于典型的肤氨酸稳定的。α/β折叠。因为这些特异性的存在，蝎Na+通道毒素作为分子探针被应用于VGSG S结构和功能的研究。但是从天然的蝎毒中分离单一Na+通道毒素不论在质量和数量上都是相当困难的，因此基因表达成为克隆毒素基因的最佳方案。1