多肽從荷爾蒙到武器的進化

來源：生物谷作者：人氣：-發表時間：2015-06-19 09:06:00【大中小】

節肢動物的毒液一般主要是由多肽蛋白質毒素組成的。它們通過將毒液注入獵物的身體，進而產生給獵物帶來毀滅性的影響。毒液中的蛋白質通常認為來自節肢動物體內產生的蛋白質，通過突變而形成可以中和其他分子的毒素。這些毒素一般可以和不同類型的離子通道蛋白或者離子受體蛋白結合，進而導致細胞離子運輸受阻，最終造成獵物行動能力的喪失而任獵手宰割。

在代蜘蛛中廣泛存在的一類多肽蛋白，可能屬于離子轉運多肽（或者稱為甲殼動物高血糖激素）家族。該家族的多肽其實有很大的功能和結構差異，有的作為毒素蛋白進入毒液，有的作為激素調節碳水化合物代謝。

新的研究表明，在一種蜈蚣（和蜘蛛進化地位很接近）的毒液中，發現了一種多肽毒素Ta1a和一種中和性毒素。它們都來自于離子轉運多肽家族，就是說它們的祖先都是激素類多肽。這兩種多肽在這種蜈蚣中趨同進化，都被聚集到了帶毒液的觸角中。在進化過程中，這兩類多肽發生結構功能適應，導致了它們有類似的結構。研究者們比較了兩類蛋白毒素和它們祖先多肽（離子轉運多肽家族）的結構，發現他們都具類似的折疊模式和二硫鍵結構。不同的是，作為毒素蛋白，它們不同于祖先的是失去了蛋白質C端的一個alpha螺旋結構。這兩種多肽在節肢動物中獨立進化適應，并為動物作為毒素蛋白使用。這些多肽毒素在進化過程中獲得了異常穩定的結構和溶解性，稱為了毒素蛋白的典型的兩個特征。

這個發表在《Structure》的研究揭示了節肢動物的多肽毒素和一些多肽激素有共同的起源，而且不同的物種中這些多肽毒素存在著趨同進化。文章還指出，這些起源于激素的毒素多是結構異常穩定的多肽，因而可以作為骨架，為多肽類藥物的新藥研發和殺蟲劑研發提供思路，同時也有益于對我們進一步理解蛋白質結構的穩定性。