蜘蛛毒液科普（蜘蛛和蜈蚣致命毒液的）

图片说明：这是一只澳大利亚达令草地上的漏斗网蛛，其毒液由胰岛素样激素进化而成。 图片来源：Courtesy of Glenn King

漏斗网蛛毒液含有强性神经毒素，可立刻麻痹猎物，通常是昆虫。然而，几百万年以前，这种强力毒物只是一种帮助这种蜘蛛先辈调节糖代谢的激素，同人类胰岛素的作用类似。

令人惊讶的是，这种激素变成了致命武器，蛛形纲以及唇足类都含有这种致命武器，只是方式不同，此研究于2015年6月11日发表在Structure上。

澳大利亚昆士兰大学（University of Queensland）和俄勒冈州波特兰路易克拉克大学（Lewis & Clark College）的研究者在监控毒液蛋白同其它分子间的相似性时推断出这种联系，他们发现即使毒素和激素有着不同的基因序列，但它们的分子形状却很相似。

昆士兰大学分子生物科学研究所(Institute for Molecular Bioscience)生物化学和结构生物学家、研究作者Glenn King说：“如果取蜘蛛毒素序列并进行BLAST研究，会发现现在的激素跟以往大为不同，你都不会提取这种激素；但是当我们进行结构研究时就提取了激素，结果很让人吃惊，基因序列没有告诉我们毒素进化来自何处，但毒素结构却很清楚地显示出了其本源。”

知晓一种毒素的历史对于开发新药和生物杀虫剂大有帮助。毒液分子相当复杂（有些毒液分子由超过3,000种多肽构成），因此一旦获知其结构，像King这样的研究者就可以更容易地通过对其序列的改变来增加或去除部分结构使毒素“进化”。这类实验的可帮助生产血压药、止痛药和生物杀虫剂，而这些药物都含有有机成分，能够自然降解。

King小组发现蜈蚣的毒液具有更精细的激素改变，使其更稳定，因而是更好的工程模板。他正同斯坦福大学（Stanford University）生物和化学工程师Jennifer Cochran合作进行这些有关蜘蛛和蜈蚣毒素的体外进化实验，目的是去除它们的毒性并找到利用蜘蛛或蜈蚣解决农业或医学问题的方法。

仍存在的一个问题是，体蛋白如何进化为一种武器？King假设激素被用作古节肢动物的毒液以对捕获猎物。他说：“如果某种激素对消灭害虫很有帮助，你可能会将这种激素当作毒液大量制造；这只是开始，这种激素会继续进化，会得更强效。”

在趋同进化的例子中，蜈蚣和蜘蛛的神经毒素采用不同的策略将激素变为强效的神经毒素。两种节肢动物也有多种毒液分子，标志着这些激素进化成功，有了新功能。（科学之家，译审：Y Li）

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