经过近4亿年的漫长进化过程, 蝎子由原先约2m多长海生庞然大物逐渐演化为现4-500px大小，约800多个物种的一类陆生节肢动物。同时为生存所需, 在某些国家和地区的部分品种蝎子体内还自身进化，合成了多种类型的毒素多肽作为捕食和自卫的武器。大量研究资料已证实, 各种类型蝎毒素多肽均是一类选择性地与兴奋性细胞膜上Na⁺、K⁺、Cl^-或Ca²⁺等相关靶离子通道受体相结合的配体。因而它们作为一类有效的探针, 对当今神经生物学中涉及相关靶离子通道受体蛋白的分子特征及其调控信息传递的分子基础等前沿课题的理论研究, 正起着不可轻视的推动作用^【1】。

尽管不同类型的蝎毒素多肽在作用功能和分子结构上不尽相同，但据推测，一类被称之为卡律蝎毒素（charybdotoxin）样的小分子多肽可能是各类蝎毒素多肽进化的较原始分子模板。该类毒素多肽通常由37或39（个别为31）个氨基酸残基组成，其分子中均含有1个由3对二硫键紧密交联形成的环状核心结构^【2】，它恰好可以插入位于神经细胞膜表面的相关K⁺离子通道靶受体蛋白中，就象钥匙插入锁中一样，一旦靶K⁺离子通道蛋白被此毒素多肽堵塞，神经细胞便再也无法执行其正常功能，导致受害者麻痹死亡。

除此之外，从不同品种蝎毒中还陆续发现了另一类短链抗昆虫神经毒素的小分子多肽，该类活性肽中有1个命名为氯毒素（chlorotoxin）的已被鉴定其特征功能是Cl^-通道的配体。该类活性肽分子中均含有1个独特的cys-cys双肽结构和4对二硫键。最近，国外又报道了一个新的称之为蝎保护剂的小分子抗菌活性肽。该肽是在蝎体液中经免疫诱导产生的，其分子中也含有3对二硫键，且具有影响革兰氏阳性菌膜通透性的功能。表1概括了上述3组蝎小分子活性肽的简况。有意义的是，尽管3组活性肽的氨基酸序列存在着不同程度的差异，却共有一个十分相似的由一个α-螺旋和2个β-折叠构成的空间分子构象模板（如图1所示）。

由于卡律蝎毒素样毒素多肽具有一个与众不同极其稳定的分子结构特征，只要其分子的核心结构完整，即使其余部位的氨基酸残基被变换或丢失，其分子仍可保持固有的构象。二其他众多的多肽或蛋白分子却与之截然相反，往往会因且残基的变化或丢失，导致构象改变，进而丧失其生物功能和活性。因此该类毒素多肽已为构建系列肽类新药提供了难得的分子“骨架”。对其“骨架”为模板的分子进行任意残基部位的人工替换或修饰，便会构建出新的多肽分子。另一优点是，此种毒素是一类小分子多肽，它们可以较容易地在实验室里进行化学合成生产，而其他大多数蛋白质则不得不采用步骤繁多的基因工程手段进行制造。

据最新报道^【3】，法国Gif-sur-Yvette核能研究机构蛋白质工程研究部门的Calardio Vita等，通过改变卡律蝎毒素分子中的8个氨基酸残基，已经成功地人工合成了碳酸酐酶。天然的碳酸酐酶是在动植物呼吸作用中必不可少的一种蛋白质，合成的分子具有与天然碳酸酐酶完全相同的功能和活性。鉴于治疗疾病的关键往往在于利用某种分子对受体和酶的阻断作用，如帕金森氏综合征便是由于脑内多巴胺受体细胞功能亢进所致，该研究组目前正打算通过对蝎毒素分子结构的系列改造，使之由原神经细胞靶离子通道的配体转变为新的受体和酶蛋白的阻断剂。这有可能带动一大批肽类新药的研制与开发。

在中医药宝库中，蝎子成虫自古便是一种用于医治神经系统病患的有效中药材。我们小组的系列研究工作已证实，广泛分布于我国长江以北的东亚钳蝎粗毒是各类天然神经毒素多肽的富集资源^【4-7】.最新的生理和生化研究结果提示，国产东亚钳蝎粗毒中可能也存在着卡律蝎毒素样小分子活性多肽物质，对于该类小分子多肽结构与功能的阐明正成为我们小组目前探索的目标之一。

参考文献

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本文已见刊《生命的化学》1996,16（4）