科技日報記者 張夢然
在動物王國中，毒蜘蛛黑寡婦的毒液令人聞風(fēng)喪膽。這種毒液由七種不同毒素組成，就像一款專為捕獵調(diào)制的“雞尾酒”。
大多數(shù)毒素的目標(biāo)是昆蟲和甲殼類動物的神經(jīng)系統(tǒng)。但有一種特別的成分：α-蛛毒素，卻對脊椎動物有著致命殺傷力，尤其對人類構(gòu)成威脅。
當(dāng)α-蛛毒素找到它的目標(biāo)——神經(jīng)細(xì)胞間突觸時，就像一把精密的鑰匙找到了鎖眼。它與突觸上的特定受體結(jié)合，就像打開了潘多拉魔盒，導(dǎo)致鈣離子如潮水般涌入。這一過程引發(fā)了神經(jīng)遞質(zhì)的過度釋放，導(dǎo)致劇烈的肌肉收縮和痙攣，身體內(nèi)部仿佛上演了一場失控的舞蹈。
現(xiàn)在，為了揭開這個過程背后的奧秘，德國明斯特大學(xué)的研究人員利用低溫電子顯微鏡和分子動力學(xué)模擬技術(shù)，以近乎原子級的精度捕捉到了α-蛛毒素在細(xì)胞膜上的一舉一動。
他們發(fā)現(xiàn)，毒素與受體結(jié)合并不只是簡單的黏附。相反，毒素的一部分會形成一個細(xì)長的“莖”，像是一根微型針頭，直接穿透細(xì)胞膜。更讓人驚訝的是，這個“莖”會在膜上制造一個小孔，充當(dāng)鈣離子進(jìn)入細(xì)胞的通道。分子動力學(xué)模擬顯示，鈣離子正是通過這個孔上方的選擇性門進(jìn)入了細(xì)胞，引發(fā)了后續(xù)一系列反應(yīng)。
這一發(fā)現(xiàn)揭示了α-蛛毒素是如何以一種前所未見的方式模仿天然鈣通道的功能。這不僅增加了人們對毒素作用機(jī)理的理解，也為開發(fā)更有效的解毒劑、治療某些類型的癱瘓以及創(chuàng)造新型生物殺蟲劑開辟了新的可能。
動物的致命毒素，原本令人畏懼，但科學(xué)研究，讓它成為了一把打開未來生物技術(shù)創(chuàng)新大門的鑰匙。
