核心提示:眼鏡蛇毒的致死因子主要有神經(jīng)毒素、磷脂酶A2和膜毒素。Sarkar等(1947)第一次從印度眼鏡蛇毒中分離出膜毒素,由于該物質(zhì)對心臟有毒性,所以稱為心臟毒素。以后又陸續(xù)從其他蛇毒中分離出類似這種物質(zhì)的堿性多肽。
眼鏡蛇毒的致死因子主要有神經(jīng)毒素、磷脂酶A2和膜毒素。Sarkar等(1947)第一次從印度眼鏡蛇毒中分離出膜毒素,由于該物質(zhì)對心臟有毒性,所以稱為心臟毒素。以后又 陸續(xù)從其他蛇毒中分離出類似這種物質(zhì)的堿性多肽。有人建議把它們稱膜活性多肽,但也 不理想,因為一來名字太長,二來有些也具有膜活性作用的多肽如響尾蛇胺和某些PLA*2 在結(jié)構(gòu)上和它們不同,不屬于這類物質(zhì)。但用心臟毒素這個名字更會引起誤會,因為有很 多相似的堿性多肽并沒有心臟毒性,所以有關(guān)命名問題還存在著爭論。膜毒素在70年代 才被重視,80年代逐漸深入,有些問題至今還存在著對立的看法。已知這類毒素在蛇毒中 的分布并不廣,只限于眼鏡蛇科的眼鏡蛇屬及唾蛇屬在它們被發(fā) 現(xiàn)的過程中,由于不同研究者取材不同,測定活性的側(cè)重點不同,它們的命名也不同。心臟 毒素、細(xì)胞毒素和直接溶血因子(DLF)這類名稱著重描述它們不同的生物學(xué)功能;Toxin 7、Toxinl2B和Toxin F8這類名稱暗示它們在層析中被洗脫下來的順序;響尾蛇胺則說 明其來源和化學(xué)本質(zhì)。膜毒素的命名十分混亂,有的膜毒素因表現(xiàn)不同的生物活性而有幾 個名稱,有的幾個名稱指的是同一種膜毒素,F(xiàn)在已經(jīng)知道,它們實際上從分子結(jié)構(gòu)到生 物功能都十分相似,是屬于同族毒蛋白,有許多共同的特性。
(一) 毒性
大部分膜毒素的。。在750ug/kg~2000Mg/kg鼠范圍,有些毒性較小,與神經(jīng)毒素 相比毒性要小得多。這類毒素的作用強度與注射途徑關(guān)系很大,皮內(nèi)注射所需的劑量最大,可能與皮內(nèi)的酸性物質(zhì)結(jié)合難以吸 收有關(guān)。這類毒素引起死亡的主要原因是心功能衰竭,死亡的速度很快,靜脈注射一個 LD1()?梢允箤嶒瀯游镌趌Omin內(nèi)死亡。如果有PLA2存在,這種毒素的毒性要大大加強, PLA2促使這類毒素誘發(fā)嚴(yán)重的溶血,因K+從破壞的紅細(xì)胞中大量的釋放而加速休克動 物的死亡。
(二) 結(jié)構(gòu)
膜毒素在結(jié)構(gòu)上與突觸后神經(jīng)毒素同源,特別是與短鏈神經(jīng)毒素相似。在進(jìn)化中膜毒 素沒有像突觸后神經(jīng)毒素那樣分化成長鏈和短鏈膜毒素。膜毒素與突觸后神經(jīng)毒素之間 的差別在于:①膜毒素大約有25個疏水氨基酸,而短鏈神經(jīng)毒素中的疏水氨基酸大約有 20個。膜毒素的疏水氦基酸多為
與短鏈神經(jīng)毒素在氨基酸組成上差別較大,膜毒素含有較高的Lys、Met和Tyr,含較少 的Arg和Glu,大多數(shù)膜毒素含7個~10個LyS而神經(jīng)毒素只含2個~7個Lys»③膜毒 素靜正電荷為6~10,是強堿性蛋白質(zhì);短鏈神經(jīng)毒素的靜正電荷數(shù)為3個~4個。
(三) 功能
膜毒素的作用部位都在細(xì)胞膜上,使膜的通透性增加,是這類毒素的共性。它們在許 多組織、各種細(xì)胞膜上都有受體,因此有廣泛的生理作用,只不過對某些組織、細(xì)胞的作用 強些,對其他組織、細(xì)胞作用弱些而已。例如直接溶血因子(DLF)對紅細(xì)胞較敏感,對其他 細(xì)胞也有作用,但較弱。
膜毒素與膜結(jié)合是通過靜電作用進(jìn)行的,帶正電荷的毒素與帶負(fù)電荷的膜結(jié)合,至于 進(jìn)一步如何產(chǎn)生生理作用現(xiàn)有兩種學(xué)說: 第一種學(xué)說認(rèn)為毒素與膜結(jié)合后,毒素的二硫鍵 與膜上蛋白質(zhì)的巰基進(jìn)行相互交叉聯(lián)結(jié)。這種學(xué)說如果正確,那么在毒素分子上就應(yīng)該有 特殊活性的二硫鍵,但現(xiàn)在看來,二硫鍵的活性都是一樣的。例如用巰基蘇糖醇對Toxin 7進(jìn)行還原,發(fā)現(xiàn)Toxin 7上的幾個二硫鍵被還原的程度相同。還有一個不支持這一學(xué)說 的事實是從蜂毒中分離出的一種堿性多肽(Melittin)的分子中沒有二硫鍵,但它也具有膜 毒素的功能,且其他來源的PLA2對它的功能有加強作用。 第二種學(xué)說認(rèn)為膜毒素與細(xì)胞 膜結(jié)合后,毒素的疏水部分插入膜的疏水層,從而攪亂膜的結(jié)構(gòu)使PLA2更容易水解其中 的磷脂。PLA2作用的產(chǎn)物溶血卵磷脂會進(jìn)一步加強其破壞作用。杜雨蒼(1988)還提出了 一個 第二種假說具體的作用模式,他認(rèn)為膜毒素是上半部親水下半部疏水的豎直扁平碟 狀體,并以此解釋膜毒素在膜上打洞的機制。
膜毒素與細(xì)胞膜相互作用的特點可簡單歸納如下:①不同細(xì)胞或不同來源的相同細(xì) 胞對某一膜毒素可以有不同的敏感性。②高濃度鈣離子(大于10mm0l/L)可以阻止膜毒 素的作用。早期曾有鈣能增加直接溶血因子溶血的報道,后來證實這是由于鈣激活了混于 直接溶血因子內(nèi)的微量PLA2,對純的直接溶血因子來說鈣離子確實能降低它的溶血作 用。③肝素、核酸或酸性磷脂能與膜毒素結(jié)合而阻礙它對膜的作用。④PLA2對膜毒素的 許多生理作用有協(xié)同作用,如溶血、使神經(jīng)軸突去極化等。
膜毒素廣泛作用于各種細(xì)胞,產(chǎn)生不同的生理作用。但它的廣泛作用并不意味著其作 用的不專一,而是作用在普遍存在于細(xì)胞膜上的某個成分。究竟是什么成分被攻擊,現(xiàn)有 的資料還不能說明,但磷脂是作用的 第一步似無疑問,這個問題在毒素的溶血作用中還要 進(jìn)一步討論。