黑寡婦蜘蛛的毒液含有七種特定的蛛毒素，但只有一種——α-蛛毒素——針對包括人類在內的脊椎動物。化學家們在明斯特大學現在已經以接近原子的分辨率破解了膜插入之前和之後的α-蛇毒素的結構。
兩種不同四聚體狀態下 α-蛇毒素的冷凍電子顯微鏡結構。圖片來源：Klink等人.，兩個：10.1038/s41467-024-52635-5。
蛛毒素是黑寡婦蜘蛛（黑寡婦蜘蛛屬）毒液的主要有毒成分。賊）。
毒液包括脊椎動物特有的 α-蛇毒素、五種殺蟲毒素（α、β、γ、δ 和 ε-蛇毒素）以及一種甲殼類動物特有的毒素。
「α-蛇毒會幹擾神經系統中的訊號傳輸，」明斯特大學研究員 Björn Klink 及其同事說。
「一旦 α-蛇毒素與突觸的特定受體（神經細胞之間或神經細胞與肌肉之間的接觸）結合，鈣離子就會不受控制地流入信號細胞的突觸前膜。”
“這會引起神經傳導物質的釋放，引發強烈的肌肉收縮和痙攣。”
“儘管這個過程表面上很簡單，但背後卻有一個非常複雜的機制。”
為了更了解鈣流入突觸前膜的機制，作者使用了高性能冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）和分子動力學（MD）電腦模擬。
他們表明，α-河豚毒素與受體結合時會發生顯著的轉變。
部分有毒分子形成莖，像注射器一樣穿透細胞膜。
作為一個特殊功能，該莖在膜上形成一個小孔，充當鈣通道。
MD 模擬表明，鈣離子可以透過位於孔正上方一側的選擇性門流入細胞。
明斯特大學研究員 Christos Gatsogiannis 表示：“這種毒素以高度複雜的方式模仿突觸前膜鈣通道的功能。”
“因此，它在各個方面都與所有先前已知的毒素不同。”
“新發現開闢了廣泛的潛在應用。”
“拉曲毒素具有相當大的生物技術潛力，包括開發改進的解毒劑、癱瘓治療方法和新型生物農藥。”
這學習發表在雜誌上自然通訊。
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克林克分校等人。 2024. α-蛇毒素轉變為陽離子選擇性孔的結構基礎。納特·共同15、8551；二：10.1038/s41467-024-52635-5
