很早就知道神经-肌肉传导中有Ach受体存在,也知道很多抑制这种传导的药物或 毒物作用在这类受体上,但对这类受体分离以及性质的研究十分困难。其原因一方面在于 它们的含量十分低,不易纯化,另一方面能与该类受体作用的药物(如箭毒毒素等)亲和力 不大而且不十分专一,这给分离和鉴定工作带来了不可克服的困难。实际上在未使用蛇毒 中的突触后神经毒素之前,对AchR的研究十分缓慢。眼镜蛇毒和海蛇毒中含有大量的突 触后神经毒素,它们能与AchR结合从而阻碍了 Ach发挥作用。这类毒素,特别是a-银环 蛇毒素和a-眼镜蛇毒素和其他AchR抑制剂相比有两个显著的特点:一是对AchR有极 高的亲和力,这种作用力是非共价形式的;二是对尼克酰胺型AchR结合有极强的特异 性。由于这些性质使它们在AchR的研究上发挥了巨大的作用,具体表现在以下几方面。
(一) 作为检测尼克酰胺AchR的标记物
对银环蛇毒素可以进行放射性3H或1351标记而不会失活。由于该毒素对AchR有 高度结合特异性,所以可以用它来检测AchR在各组织中的分布,以及含量大小,也可以 在AchR纯化过程中作为示踪工具。用标记的心银环蛇毒素和组织结合并进行放射自显 影,可以搞清各种组织终板后膜上AchR的密度,也可以搞清动物在发育过程中AchR生 成和含量方面的变化以及切除神经后对AchR含量等方面的影响。现已知道哺乳动物和 蛙骨骼肌的神经被切除后AchR的含量以及对乙酰胆碱(Ach)的敏感性都增加,切除后 15天达到较大值。切除神经后的AchR和原来的AchR在本质上相同,但二者还是有不 少的差异,其中包括等电点,对离子的传递活性以及免疫性方面的不同。这种变化也许部 分由于终板后膜上磷脂的改变引起的。
(二) 用于AchR的纯化
过去使用多种手段试图对AchR进行纯化,其中包括层析、等电聚焦电泳和亲和层 析,但都没有成功。尽管以药物为配基进行亲和层析使AchR获得了部分纯化,但离纯品 还相差很远。银环蛇毒素的发现使这方面的困难得到了解决。以银环蛇毒素为配基的 Sepharose胶是最有效的亲和层析工具。该胶在0. 02%叠氮化钠的存在下4'C可以稳定6 个月不变质,这大大方便了对AchR的纯化。
(三) 作为研究药物与受体相互作用的工具
除蛇毒中的突触后神经毒素外,还有许多可以和AchR结合的药物或毒物,它们有的 是人工合成的,有的是自然存在的。已知a-银环蛇毒素能特异地与尼克酰胺型AchR结 合,亲和力很强。通过竞争结合试验可以了解其他药物或毒物的结合部位是否和《-银环 蛇毒素相同,结合力大小以及特异性强弱,为弄清药物或毒物的作用机制打下基础。现已 知道,有的物质与AchR的结合部位和a-银环蛇毒素相同,有些是结合在同一分子的另 一个活性部位,有时AchR能同时结合二种活性物质。
(四) 作为研究AchR结构与性质的工具
以a-银环蛇毒素为工具可以对AchR的结合部位、作用机制以及结合动力学进行广 泛的研究。N-胆碱受体是第一个了解最清楚的亚型结构,如不借助于银环蛇毒素这种 高效工具,这种成功是难以想象的,标记的a-银环蛇毒素可以跟踪AchR,在测定其分子 量、等电点等方面起作用。因为AchR含量不多,不容易得到,不能像测定其他蛋白性质那 样用很大的量。由于用量少,用常规的检测方法很难测定,所以只能用标记的a-银环蛇毒 素来作为检测工具。
突触后神经毒素除上述作用外,在重症肌无力病病理研究以及与AchR有关的离子 传导栗作用机制研究方面也有应用,这两类问题下面还要作详细说明。