尖吻蝮蛇出血毒素的生物信息学研究进展

孙江山，沈林，沈源重庆市医药卫生学校；重庆市武隆县白马中学校

尖吻蝮蛇出血毒素的生物信息学研究进展

孙江山1，沈林2，沈源1
1重庆市医药卫生学校；2重庆市武隆县白马中学校

尖吻蝮蛇是我国十大剧毒蛇之一，其毒液主要作用于血液系统引起出血、肿胀与局部组织坏死。当前，生物信息学高速发展，使全世界的生物学研究数据和成果得到共享。本文主要从尖吻蝮蛇蛇毒中的出血毒素的生物信息学上进行分析论述。

尖吻蝮蛇；出血毒素；生物信息学

1.尖吻蝮蛇简介

蛇类属脊索动物门，脊索动物亚门，爬行纲，有鳞亚纲，蛇目。目前，世界现存蛇类有二千七百多种，而我国有二百二十余种，其中有毒蛇五十余种，隶属四科[1]：即海蛇科，眼镜蛇科，游蛇科，蝰科。蝰科可分为两个亚科，没有颊窝的属蝰亚科，有颊窝的属蝮亚科。其中蝮亚科可分为两个属，即烙铁头属和蝮属。尖吻蝮蛇又称五步蛇、祁蛇和百步蛇，属于蝰科，蝮属，是一种剧毒蛇，主要产于我国长江流域、华南及越南北部[2]。

2.生物信息学简介

生物信息学是以存放有大量生物信息的数据库为基础，使用计算和统计的方法，对各种生物数据进行分析和处理的生命科学研究方法[18]。生物信息并不仅限于基因组信息，生物信息学也并不等同于基因组信息学。我们普遍认为生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言，找到代表蛋白质和DNA基因的编码区，特别是阐明非编码区的实质，从而认识生物有机体代谢、发育、分化和进化的规律；同时在发现了新基因信息之后进行蛋白质空间结构的模拟和预测，然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。因此，现代生物信息学主要包括3个重要内容，它们分别是基因组信息学、蛋白质的结构模拟以及药物设计[19]。基因组信息学是指从基因组水平研究遗传的学科。到目前为止，已经测出了上百种生物体的完整基因组序列。如何分析这些从实验过程中获得的大量原始数据，并从中获得与生物结构、功能相关的有用信息是当前困扰理论生物学家的一个棘手问题[20]。解决这些问题又可以带来新技术的进步，推动生命科学的发展。

3.尖吻蝮蛇毒出血毒素的研究进展

出血毒素是一类主要存在于蝮亚科、蝰亚科蛇类的毒蛋白，是主要的血循环毒素，能引起动物的水肿、出血和组织坏死。眼镜蛇中仅眼镜王蛇毒含有出血毒素。响尾蛇和蝰蛇毒以能引起较强的局部效应著称，这种局部效应包括水肿、出血和组织坏死，它们无一不与一种的出血毒素有关，由于局部病理变化快，往往没有以抗血清治疗就发生，因此难以治疗。出血毒素往往使蛇伤病人的肢体坏死，有时不得不截肢，它是蛇伤治疗中的一大难题。出血毒素引起出血作用的强弱与不同蛇毒及剂量大小而有关系，出血作用弱的出血毒素只能引起伤口或注射部位皮内或皮下少量出血；较重者则可引起伤口或注射部位附近组织或肌肉大面积出血；严重者不但伤口或注射部位出血。而且可引起内脏器官(如肝、肺和肠等)广泛出血。当动物身中响尾蛇和蝰蛇毒时，出血毒素的出血作用是导致动物死亡的主要原因。

1978年，Bjarnason[3]从西部菱斑响尾蛇蛇毒中分离得到了出血毒素a、b、c、d、e，其分子量主要分为两类，一类大约在24000左右；另一类主要为68000左右，出血活性比较强。后来，Xu，等(1981)[4]从皖南尖吻蝮蛇中分离出了三种出血毒素，分别是AaH-I，AaH-II，AaH-III。还有Mori(1984)[6]、Omori-Satoh(1979)[7]、Mandel⁃baum(1975)[8]、Sugihara(1983)[9]、Kishida(1985)[10]、Sancheez（1987）[11]、Ovida(1978)[12]、Huang(1984)[13]以及Kureeki(1985)[14]也分别提取得到了出血毒素。甚至Nikai(1995)[5]从Crotalus atrox中得到了五种出血毒素a、b、c、d、e和f。龚为民等[15,16]以Adamalysin II晶体为模型，研究了皖南尖吻蝮蛇出血毒素AaHI的初步晶体结构，结果表明，AaH I由201个氨基酸残基组成。Gong，等[17]还解析了皖南尖吻蝮蛇毒的晶体结构。AaH I是一个只有一个催化结构域的含锌金属蛋白酶。

蛇毒中的多种毒素蛋白在阐明病理过程中的作用也越来越被重视。在治疗各种各样的神经、肌肉、免疫、血液循环、肿瘤、代谢机能失调等疾病方面也提供了新的希望。有人甚至将某些难治之症的治疗寄希望于蛇毒毒素的研究。而我国的蛇类资源丰富，对蛇毒的研究、开发和利用，并最终造福于人类，这使我们面临许多新的课题，有待于我们去进一步研究。

[1]覃公平主编.《中国毒蛇学》[M].广西科学技术出版社,1998.

[2]美华等.《五步蛇》[M].科学出版社,1983,155-156.

[3]Bjarnason,J.B.,et a1.,Biochemistry,1978(17),3395-3404.

[4]Xu,X.,et al,Yoxincon,198l(19),633-644.

[5]Nikai,Kato,C.,et a1.,Bio1.Pharm.Bulletin,1995,18(4),631-633.

[6]Mori,N.,et a1.,Toxicon,1984,22,451-461.

[7]Oshima,G,et a1.,J.Biochem.(Tokyo),1968,64,215.

[8]Mandelbaum,F.R.,et al,Toxicon,1975,13,109-110.

[9]Sugihara,H.,Moriura,M.,Nikai,T.,Toxicon,1983,21,247-256.

[10]Kishida,M.,Nikai,T.,Mori,N.,et a1.,Toxicon,1985,23,637-645.

[11]Sanchez,E.F.,Magalhaes,A.,Diniz,C.R.,Toxicon,1987,25.

[12]Ovadia,M.,Toxicon,1987,25,621-630.

[13]Huang,T-F.,Chang,J-H.,Ouyang,C.H.,Toxicon,1984,22,4.

[14]Kurecki,T.,Kress,L.F.,Toxicon,1985,23,657-668.

[15]龚为民,滕脉坤等.科学通报.1996,41(17),1611-1614.

[16]Gong Weimin,Teng Maikun,eta1.,Chin.Sci.Bull.1997,42(2), 333-337.

[17]Gong,W.,Zhu,X.,et a1.,J.Mol.Biol.,1998,283,657-668.

[18]陈润生.生物信息学[M].生物物理学报,1999,15(1):5.

[19]北京生物技术和新医药产业促进中心,世纪之交的新科学:生物信息学[J].生物技术通报,1999,(8):49

[20]杨福愉.展望21世纪的分子生物学[J].生物物理学报, 1999,15(1):1