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[摘 要] 目的:综述近年来国外对蜂毒素(melittin)的研究进展情况。方法:根据文献归纳,总结了蜂毒素的作用机理、生物学活性、临床应用方面的研究进展情况。结果:蜂毒素以膜结合的方式干扰细胞功能,影响蛋白激酶c、酪氨酸蛋白磷酸化及NFxB信号传导系统,并可诱导神经酰胺合成及细胞凋亡;具有抗炎、抗茵、抗病毒等多种生物学作用;并且对于治疗类风湿性关节炎等疾病亦展示出较好的治疗效果。结论:蜂毒素具有进一步研究、应用价值。
[关键词] 蜂毒素;信号传导系统;凋亡;类风湿性关节炎
蜂毒是指工蜂用其螫针刺向敌害时从螫针内排出的毒汁。利用蜂毒疗法治疗疾病已有悠久的历史,特别是对于治疗风湿、类风湿性关节炎、肩周炎等疾病具有较好的治疗效果。同其它动物源性的毒性物质一样,蜂毒的成分十分复杂。利用蜂毒治疗疾病存在较大的个体差异,某些患者经治疗一段时间后,还会出现过敏反应。因此,利用蜂毒疗法治疗疾病并没有达成人们的共识。近年来,随着分离、纯化技术的不断提高,在研究蜂毒组成成分、结构基础之上,探讨了其功能及作用机理,为进一步临床应用奠定了基础,并展示了较好的应用前景。
肽类、酶类及非肽类构成蜂毒的主要活性成分。肽类主要包括蜂毒素、阿帕敏及肥大细胞脱颗粒多肽。酶类包括多达55种以上的酶类物质,其中磷脂酶A2是受蜂螫之后产生过敏反应的主要物质。非肽类物质包括组胺、各种生物胺类物质,与受蜂螫之后产生疼痛有关。蜂毒素是蜂毒的主要组成成分及活性成分,约占蜂毒干重的50%。近年来研究表明蜂毒素可以通过多途径影响细胞的信号传导系统,并可诱导神经酰胺合成及细胞凋亡,具有抗炎、抗茵、抗病毒等多种生物学作用。本文就蜂毒素的研究进展进行综述。
1、蜂毒素对细胞膜影响的构效关系及作用机理
1967年Habermanm等首先从蜂毒中分离出由26个氨基酸组成的蜂毒素,并分析了氨基酸序列,证明其结构中无二硫键。在此基础之上,1980年Anderson等观察了三级结构,结果表明蜂毒素的空间结构可分为四个区域:(1~10)N末端α螺旋结构,(11~12)以120。角连接两个螺旋的绞链结构,(13~20)α螺旋结构,(2l~26)C末端的正电荷区域。这样的四个单体通过疏水基相连,形成了四聚体的稳定结构,但当蜂毒素与细胞膜结合发挥作用时,却是以单体的形式排列在细胞膜表面。去除蜂毒素C末端两个氨基酸,对细胞毒作用影响很小,使靶细胞溶解所需的量为原来的2倍。颠倒蜂毒素氨基酸的排列顺序,但各残基的相对位置并没有改变,或将7位的赖氨酸换为丝氨酸同时去除C末端的4个氨基酸,使靶细胞完全溶解所需的量是原来的8倍,但仍具有明显的细胞毒作用。若将蜂毒素C末端6个氨基酸移至N末端,可使细胞毒活性显著降低,当用最大浓度80mg/L时其细胞毒活性仅为28%。上述实验结果表明:C末端的碱性氨基酸单独作用并不足以使肽类与细胞结合,同时也证明19位的色氨酸在蜂毒素的功能中起重要作用。7位的赖氨酸虽在维持α螺旋结构中起重要作用,但对其功能并没产生很大影响。1997年Oren等利用无α螺旋结构的蜂毒素的异构体也证明α螺旋结构并不是发挥功能必不可少的因素,无α螺旋结构的蜂毒素异构体可以通过正电荷与膜结合,导致膜分子重新排列,疏水性基团面向疏水性核心,改变膜的结构,影响细胞的功能。
目前,关于蜂毒素影响细胞结构的方式共有三种假说,①蜂毒素与膜结合,机械地楔入到两个脂质分子中间,改变胆小叶结构,影响细胞功能。②蜂毒素可增加细胞的弯曲度。②蜂毒素单体所带的正电荷间的排斥力以及维持α螺旋结构的相互对抗力使蜂毒素单体以非折叠的状态与膜 |