馬雅水下洞穴甲殼類動物毒液中的毒素具藥理潛力

在猶加敦半島的近岸洞穴中發現的有毒漿足綱動物Xibalbanus tulumensis，是唯一已知具有毒液系統的甲殼類動物。

Xibalbanus tulumensis。圖片來源：Pinheiro-Junior等人，doi: 10.1186/s12915-024-01955-5。

法蘭克福歌德大學的研究員比約恩·馮·雷蒙博士及其同事表示：「有毒動物主要為了自我防衛或捕食，將有毒化合物注入其他生物體內。」

「許多毒液含有經演化而能調節目標生物一系列生理功能的蛋白質。」

「研究這些生物活性，可能會帶來藥理或農藥方面的應用。」

他們指出：「大多數經深入研究的毒液和毒液蛋白，主要來自像蛇、蜘蛛、蠍子和昆蟲等具代表性的陸生動物類群。」

「海洋物種受到的研究關注有限，只有少部分魚類和無脊椎動物物種——如海葵、水母、芋螺、頭足類動物、多毛類動物，以及最近的紐形動物——得到了較好的研究。」

「由於毒液及其有毒蛋白在各種動物譜系中獨立演化，研究新的譜系，一方面提供了識別具有有趣生物活性的新型毒液化合物的機會，另一方面也能增進我們對趨同功能性狀演化的理解。」

在這項研究中，研究人員探究了在甲殼類物種Xibalbanus tulumensis毒液中發現的肽的生物活性。

這種棲息於水下洞穴的甲殼類動物屬於漿足綱，該物種於1980年代首次被描述，目前已知有28種現存物種。

科學家們表示：「Xibalbanus tulumensis生活在墨西哥尤卡坦半島的水下洞穴系統——天然井中。」

「這種穴居動物會將毒腺產生的毒液直接注入獵物體內。」

「這種毒素含有多種成分，包括一種新型肽，以其甲殼類產生者命名為希巴爾賓肽（xibalbine）。」

「部分希巴爾賓肽含有一種在其他毒素（尤其是蜘蛛產生的毒素）中常見的特徵性結構元素：肽中的幾個氨基酸（半胱氨酸）以特定方式相互連線，形成類似結的結構。」

「這使得這些肽對酶、高溫和極端pH值具有抗性。」

「這種結肽通常充當神經毒素，與離子通道相互作用，使獵物癱瘓——部分希巴爾賓肽也被認為有此效果。」

研究顯示，研究團隊測試的所有希巴爾賓肽——尤其是Xib1、Xib2和Xib13——能有效抑制哺乳動物系統中的鉀離子通道。

馮·雷蒙博士表示：「在研發治療包括癲癇在內的一系列神經系統疾病的藥物時，這種抑制作用非常重要。」

「Xib1和Xib13還表現出抑制電壓門控鈉離子通道的能力，例如在神經或心肌細胞中發現的那些通道。」

「此外，在高等哺乳動物的感覺神經元中，這兩種肽可以啟用參與訊號轉導的兩種蛋白質——蛋白激酶PKA-II和ERK1/2。」

「後者表明它們參與了疼痛敏化過程，為疼痛治療開闢了新途徑。」

研究團隊的研究成果發表在《BMC生物學》雜誌上。

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E.L. Pinheiro-Junior等人，2024年。來自漿足綱動物毒液的多樣演化希巴爾賓變體抑制鉀離子通道並啟用PKA-II和Erk1/2訊號通路。《BMC生物學》22卷，164頁；doi: 10.1186/s12915-024-01955-5