金头蜈蚣可以在30秒钟内快速制服并捕食比自己体重大30倍以上的猎物,这一惊人的捕食效率让人震惊。近日,由中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心与中国科学技术大学以及中国科学院昆明动物研究所组成的联合研究团队发现了金头蜈蚣毒液中含有钾离子通道KCNQ抑制剂:多肽毒素SsTx,从而揭开了金头蜈蚣“杀招”之谜。
 
  蜈蚣为肉食性产毒动物,广泛分布在除南极洲外各大洲陆地,蜈蚣通过其毒液来进行捕食、防御等生命活动。蜈蚣可以捕食小型哺乳动物、啮齿类动物、两栖爬行类动物等远大于自身体重的猎物。被蜈蚣叮咬后的患者会出现疼痛、水肿、发炎、坏死和皮下出血,严重者有高血压、心肌缺血、呼吸衰竭、昏迷和痉挛等临床症状,甚至导致死亡。
 
  “SsTx通过阻断KCNQ导致猎物大脑、肺及心脏功能障碍,从而高效捕食猎物。”联合研究团队的田长麟教授告诉记者,“KCNQ4是钾离子通道KCNQ家族的一个成员,主要分布在血管和呼吸肌上,当蜈蚣的SsTx毒素进入血液,就会阻断KCNQ家族,从而使血管收缩,并让呼吸肌无法运动,最终导致心肌缺血和呼吸衰竭。而一旦蜈蚣咬穿小动物颅骨,大脑里的KCNQ2等通道就会被抑制,从而导致癫痫。”
 
  强磁场科学中心吴芳明副研究员利用液体NMR技术,成功解析了由53个氨基酸组成的毒素多肽SsTx在溶液中的三维结构,为后续的该毒素与其靶点通道KCNQ的相互作用及机理研究提供了坚实的结构基础。值得一提的是,研究团队基于蜈蚣捕食巨大猎物的分子策略,利用临床药物瑞替加滨治疗蜈蚣中毒导致的心肌衰竭在疾病动物模型上取得良好效果,为该类疾病提供了治疗手段。
责任编辑: 黄如月