对蛇毒的研究不但是人类认识生命现象工作的一部分，而且会对其他学科上的重要 理论问题的解决产生积极的影响。蛇毒被誉为自然界最集中的酶源之一，其中含有丰富的 酶、毒性蛋白和活性肽等，人们很容易从中分离出一些相对纯净、具有生物活性的物质作 为理论研究的工具。
一、在生物化学研究中作为工具酶
蛇毒中的30多种酶，能用于理论研究的酶较多，主要是L-氨基酸氧化酶、蛋白酶、4 种磷酸酯酶和PLA2。L-氨基酸氧化酶可以催化L-氨基酸变成相应的a-酮酸，这种酶在蛇 毒中分布很广，而且含量也大，现在已能较容易地提取。由于取得酶较容易，已被广泛用于 理论和应用方面的研究,化学上可用于L-氨基酸和D-型氨基酸的识别，对于DL混合的 氨基酸可以用该酶处理而消除L-型氨基酸，得到D-型氨基酸。在生化研究方面，该酶为弄 清氨基酸在体内的代谢做出了很大的贡献。在实验室中L-氨基酸氧化酶可以用于a-酮酸 的制备，在国外以各种L-氨基酸为原料已经用该酶生产30多种高度纯化的a-酮酸，这些 产品大都以商品的形式出售。
蛇毒中的蛋白酶有三大类：内肽酶、肽酶和有一定特异性的蛋白酶。内肽酶作用于天 然蛋白质分子的内部肽键，水解位点有一定的特异性;肽酶只能水解小的肽段，对大分子 的蛋白质不起作用；有一定特异性的蛋白酶包括类凝血酶、精氨酸酯酶、凝血酶原激活剂、 X因子激活剂和激肽释放酶等。它们的特点是不但对水解的肽键有选择性，而且对水解的 底物也有选择性，这可以从它们各自的名称中看出。在蛇毒的蛋白酶中，内肽酶在蛋白质 结构分析中应用较大，这类酶多含二价金属离子，它们水解亮氨酸或苯丙氨酸形成的肽 键，特异性较强，是研究蛋白质一级结构的工具酶。
4种磷酸酯酶在核酸结构分析和基因工程中都可做工具酶，其中核酸内切酶可以把 大分子的DNA或RNA有规律地切成几个较小的片段，有利于核酸顺序的分析。在基因 工程中该酶能在质粒载体DNA上打开缺口，从而为引入外源基因做好初步准备。磷酸二 酯酶的应用也很广泛，它可以逐一水解释放出单核苷酸，是弄清核酸顺序极为关键的工具 酶。5'-核苷酸酶可以水解核酸或核苷酸5'-末端的磷酸基团,非特异的磷酸单酯酶对磷酸 单酯都有水解作用，这两种酶作为工具酶都是除去末端的磷酸基团。尽管用处没有前两种 磷酸酯酶大，但有时是必不可少的。PLA2在理论研究中的贡献主要有两个方面，一是作 为研究各种磷脂结构的工具酶。由于PLA2的出现，使磷脂结构的研究取得了突破性的 进展。现在对于任向一种磷脂结构的分析都不是太困难的事了。另一方面的作用是作为 生物膜研究中的工具酶，有关这方面的问题以后还要进一步讨论。除上述主要工具酶外， 还有其他一些酶，这些酶在理论研究中或多或少起到了一定作用，例如透明质酸酶可作为 透明质酸结构分析的工具酶，NAD-核苷酸酶用于测定核苷类辅助因子的结构。这方面的 例子还有许多。
二、蛋白质结构与功能研究的原料
对蛋白质结构与功能关系的研究是当代分子生物学中一个十分活跃的领域，它为最 终弄清生命活动的本质有十分重要的意义。这方面研究的材料，多以具有生理活性的蛋白 质为主。先通过化学手段改变其结构，并用光谱法、X射线衍射法等进行结构分析，以后进 行结构和功能之间关系的研究。蛇毒中含有多种生理活性物质，它们的含量大，易纯化，有 些还易结晶。这方面的蛋白质如某些神经毒素、膜毒素和磷脂酶八2等。由于它们的上述 特点而成为研究蛋白质结构和功能关系的好材料。国外很早就开展了这方面的研究，他们 主要以突触后神经毒素、膜毒素和PLA2为材料进行研究。改变结构的办法主要是通过化 学修饰作用进行，有的用于切除或加入部分肽段的办法，在极少数情况下，由其他氨基酸 进行取代作用。结构的测定工作主要靠各种光谱分析，如紫外光谱、C.D谱、激光拉曼谱 等。对于可以制成晶体的蛋白而言，X射线衍射分析也是重要的手段。另外还可以通过推 测与比较来估计结构的变化。功能的测定比较容易。PLA2主要以水解磷脂的能力为标 准;突触后神经毒素主要以生理作用强弱为标准;膜毒素的活性大小既可以用生理作用为 标准，也可以用离体测定为标准。尽管在结构和功能关系的研究中取得了很大进展，积累 了丰富的资料，但目前多数还限于对活性部位和催化机制的研究上，与彻底弄清结构与功 能的关系还有很大的距离。以其他活性物质作为材料进行结构与功能关系研究的也不少， 但由于这些蛋白质复杂、分子量大，有时还含有非蛋白成分，因此对它们的研究则刚刚起 步，国内在这方面的研究较少，80年代才开始对Cobrotoxin、Bungarotoxin等毒蛋白的 结构与功能进行研究。但由于科学技术的发展和前人在这方面已经积累了丰富的资料，尽 管起步晚，但发展得很快。对其他毒素的结构也有不少研究，徐洵等对尖吻蝮(A.aatos) 蛇毒中的出血毒素I (AaH I )进行化学修饰确定该毒素的活性中心中有His残基，而 Trp、Tyr对活性中心无直接贡献。除此之外还对AaH I的荧光光谱进行了研究,结果表 明Trp残基比较接近表面。对AaH I的远紫外C.D谱研究表明，AaH I为典型的屮折叠 结构。AaH I在中性和弱酸性环境中稳定，当pH增加或小于4.0时，出血活性、纤溶活性 降低或消失，C. D谱支持这一结果;当pH>10. 0或pH<4. 0时，肽链有序度丧失。但当 溶液的pH从碱性回到中性(pH7.0)后，构象仍然能恢复。AaH I活性对金属离子Ca2+ 的依赖性，也得到C. D谱的有力支持。在对尖吻蝮的另一个出血毒素AaH I的近紫外和 远紫外C.D谱分析可知，在中性条件下AaH I含43%的卩-折叠结构和16%的a-螺旋结 构，余为无规则卷曲。经EDTA处理后的C.D谱结果显示金属离子在稳定蛋白质构象中起重要作用。
三、作为诱导和研究微血管损伤的工具
微血管的结构和损伤问题是人类在医学上经常碰到的问题。在实际生活中经常遇到 因疾病或药物引起的毛细血管出血。人们为了弄清出血的机制已经进行了上百年的研究, 但仍然没有彻底解决。近年来这方面的研究进展较快，这种进展首先归于高分辨率光学或 电子显微镜的出现和应用；另外是因为在自然界中特别是蛇毒中找到了能诱导毛细血管 出血的物质，以这些物质为工具大大方便了研究工作。过去研究毛细血管的出血机制多以 自然发病的病人或动物为模型，有时也人为地用药物进行诱导，但由于发病或药物诱导作 用都在体内经过复杂的反应，很难找出使毛细血管破裂的直接原因。另一方面建立上述实 验模型所需要的时间长，大大影响了研究工作。蛇毒中含有多种影响毛细血管结构和功能 的物质，其中主要的成分是各种出血毒素，其次还有能引起组胺、5-羟色胺和激肽释放的 物质，它们通过这些物质的释放间接地作用于毛细血管。可以用现代分离技术很容易地对 出血毒素进行分离，以这类物质为工具，可以通过局部注射(如皮内注射)直接而快速地引 起出血，这样大大方便了实验动物模型的建立。由于可以直接引起局部出血，这样也大大 排除了体内其他物质参与的可能性，使出血的原因简化。出血机制的研究和对毛细血管细 微结构的研究是相互相存的，两者可以相互促进。要想了解出血物质的出血机制必须知道 毛细血管的结构，这是出血物质作用的结构基础，而对出血机制的研究必然进一步完善对 毛细血管结构的认识。尽管目前这两方面的问题都还没有彻底解决，但可以有足够的信心 希望在不远的将来会有突破性的进展，而蛇毒及其组分将会在解决这类问题方面发挥巨 大的作用。
