多肽从荷尔蒙到武器的进化

来源：生物谷作者：人气：-发表时间：2015-06-19 09:06:00【大中小】

节肢动物的毒液一般主要是由多肽蛋白质毒素组成的。它们通过将毒液注入猎物的身体，进而产生给猎物带来毁灭性的影响。毒液中的蛋白质通常认为来自节肢动物体内产生的蛋白质，通过突变而形成可以中和其他分子的毒素。这些毒素一般可以和不同类型的离子通道蛋白或者离子受体蛋白结合，进而导致细胞离子运输受阻，最终造成猎物行动能力的丧失而任猎手宰割。

在代蜘蛛中广泛存在的一类多肽蛋白，可能属于离子转运多肽（或者称为甲壳动物高血糖激素）家族。该家族的多肽其实有很大的功能和结构差异，有的作为毒素蛋白进入毒液，有的作为激素调节碳水化合物代谢。

新的研究表明，在一种蜈蚣（和蜘蛛进化地位很接近）的毒液中，发现了一种多肽毒素Ta1a和一种中和性毒素。它们都来自于离子转运多肽家族，就是说它们的祖先都是激素类多肽。这两种多肽在这种蜈蚣中趋同进化，都被聚集到了带毒液的触角中。在进化过程中，这两类多肽发生结构功能适应，导致了它们有类似的结构。研究者们比较了两类蛋白毒素和它们祖先多肽（离子转运多肽家族）的结构，发现他们都具类似的折叠模式和二硫键结构。不同的是，作为毒素蛋白，它们不同于祖先的是失去了蛋白质C端的一个alpha螺旋结构。这两种多肽在节肢动物中独立进化适应，并为动物作为毒素蛋白使用。这些多肽毒素在进化过程中获得了异常稳定的结构和溶解性，称为了毒素蛋白的典型的两个特征。

这个发表在《Structure》的研究揭示了节肢动物的多肽毒素和一些多肽激素有共同的起源，而且不同的物种中这些多肽毒素存在着趋同进化。文章还指出，这些起源于激素的毒素多是结构异常稳定的多肽，因而可以作为骨架，为多肽类药物的新药研发和杀虫剂研发提供思路，同时也有益于对我们进一步理解蛋白质结构的稳定性。