蛇毒中的酶类

蛇毒中的酶类概 述

动物所分泌的毒液内除了有毒性成分外，还含有各种各样的酶。蛇毒、蜘蛛毒和蜂毒 等都含有各种各样的酶。蛇毒被称为自然界最集中的酶源之一，其组成的蛋白质中几乎半 数以上是具有各种催化活性的酶类，目前已经发现近40种酶，许多酶已经得到了分离和 纯化。这些酶无论在生物化学研究上，还是在临床应用等实践中，都有其重要意义。例如 L-氨基酸氧化酶已经广泛用于氨基酸构型的研究以及a-酮酸和甲状腺素的生产;磷酸二 酯酶被用作核酸和核苷酸类辅助因子结构的分析;蛋白酶被用作蛋白质和多肽一级结构 的测定;磷脂酶A2用作细胞膜结构和功能的研究;类凝血酶和其他促凝或抗凝组分被用 在临床。除L-氨基酸氧化酶和乳酸脱氢酶等少数几种酶外，蛇毒酶中绝大多数都是水解 酶，这些酶在消化食物方面起重要的作用。有些酶具有毒性，在捕食和防卫方面起作用。由 于某些酶的毒性，所以在考虑蛇毒的毒理作用时不能忽略酶的作用。很多学者认为蛇毒中 的酶通过以下几种方式对机体进行作用:①蛋白酶、磷脂酶、精氨酸酯酶和透明质酸酶能 引起局部毛细血管和组织的损伤和坏死;②蛋白酶和磷脂酶八2能引起各种类型的促凝 和抗凝作用;③蛇毒中的激肽释放酶通过释放血管舒缓激肽而产生降压和止痛作用。除上 述作用外，某些蛇毒酶还具有毒性，有一定的致死活性，例如某些来源的L-氨基酸氧化 酶、5'-核苷酸酶、磷酸二酯酶和乙酰胆碱酯酶具有毒性。但这些酶的毒性不是很大，只占 粗毒毒性的很少一部分，粗毒所表现出的毒性是多种成分共同作用的结果。

对酶在蛇毒中的分布研究发现，不同种类的蛇毒中，酶的种类和含量不尽相同，但有 12种酶在四科蛇毒中都存在，它们是:L-氨基酸氧化酶(1 . 4 . 3 . 2)、磷酸二酯酶(3 . 1 .4 . 1)、5。核苷酸酶(3 . 1 . 3 . 5)、磷酸单酯酶(3 . 1 . 3 . 2)、脱氧核糖核酸酶(3 . 1 . 4 . 6)、核糖核酸酶(2 . 7 . 7 . 16)、三磷酸腺苷酶(3 . 6 . 1 . 8)、透明质酸酶(4 . 2 . 99 . 1)、NAD-核苷酶(3 . 2 . 2 . 5)、芳香酰胺酶和肽酶。除上述酶外，在蝰蛇毒和响尾蛇毒中 发现的酶还有内肽酶、精氨酸酯酶、激肽释放酶、类凝血酶、X因子激活因子、V因子激活 因子、凝血酶原激活因子、纤维蛋白原溶酶、纤维蛋白溶酶等。乙酰胆碱酯酶(3 . 1 . 1 . 7)、磷脂酶B、甘油磷酸酶和7-谷氨酰转肽酶主要发现于眼镜蛇毒中。个别蛇毒中还发现 有乳酸脱氢酶(1 . 1 . 1 . 27)、淀粉酶(3 . 2 . 1 . 1)、谷丙转氨酶(2 . 6 . 1 . 2)、过氧化氢 酶(1 . 1 . 1 . 6)、胶原酶、类肝素酶、腺二磷酶和p.葡萄糖胺酶。有些酶类只存在于某类蛇 毒中，或只存在于几种蛇毒中，可以作为某一蛇科的代表。精氨酸酯酶、类凝血酶、激肽释 放酶多存在于响尾蛇毒和蝰蛇毒中，特别是蝮亚科蛇毒中精氨酸酯酶十分丰富，而这些蛇 毒中没有或极少含有乙酰胆碱酯酶。相反，眼镜蛇毒不含精氨酸酯酶，也很少有内肽酶，而

缩写：DFP,二异丙基氣磷酸;PCMB，对-氣汞苯甲酯;BAEE,苯甲酰L-精氩駿G酯;TAME，苯甲磺 酰L-精氩酸甲酯；PMSF,笨甲基磺酰氣

蛇毒比较生化的研究还表明，在生物分类学上十分接近的蛇种，同一种蛇毒酶的活力 有时却相差甚远。例如东部菱斑响尾蛇和西部菱斑响尾蛇属同一属，但它们的磷酸二酯 酶、激肽释放酶和精氨酸酯酶的活力竟分别相差3倍、5倍和13倍。类似的情况在其他同 属的不同蛇种甚至不同亚种的毒蛇之间也屡见不鲜。为什么在分类学上相似的蛇种，其蛇 毒酶活力会相差甚远呢？要回答这样一个问题是十分困难的。首先，由于蛇毒酶的活力随 毒蛇的生活环境和营养状况以至毒蛇的性别和年龄不同而不同。例如，响尾蛇蛇毒L-氨 基酸氧化酶和蛋白水解酶的活力随着年龄的增长逐渐升高，而其中磷酸二酯酶和类凝血 酶的活力却随年龄增长而逐渐降低，因而，蛇毒作为一种天然产物很难标准化。蛇毒组成 的变化，特别是酶活力的变化将是预料之中的。蛇毒酶活力比较研究的另一个明显困难是 试验测得的蛇毒酶活力往往并不代表蛇毒中酶活力的绝对值。这是因为蛇毒本身含有抑 制自身某些酶活性的抑制因子，由于这种原因使蛇毒酶活力分析结果和实际含量不符合。 例如沙蝰蛇毒含有一种蛋白酶抑制因子，它使粗毒中蛋白酶的活力下降。 这种蛇毒还含有一种破坏激肽的酶，能干扰激肽的测定。许多蛇毒富含Zn2+，这种离子 能抑制5'-核苷酸酶的活力。

液体状态蛇毒中的酶不稳定，较易失活。一旦把蛇毒冷冻干燥后再贮存，它们的稳定 性将大大提高。例如干燥的响尾蛇毒贮存50年后使用时，几乎还像新取的蛇毒一样，绝大 多数酶活力都没有多少降低。已经证明其他一些蛇毒干燥状态在室温条件下贮存17年〜 39年，仍有很强的致死活性。磷酸二酯酶、5'-核苷酸酶、磷酸单酯酶、磷脂酶A2和胆碱酯 酶活力也没有改变。也有例外的情况，如L-氨基酸氧化酶，经长期室温条件下贮存活力有 较大的下降。高度纯化的蛇毒鱗酸二酯酶在冷冻干燥时会使其活力下降或丧失。毫无疑 问，蛇毒的制备条件，例如真空干燥或脱水，也会影响酶的活力。

值得指出的是，在讨论酶在蛇毒中分布的时候，文献中常常提到某种蛇毒酶在蛇毒中 的“含量”高低，涂光俦认为这种提法是不科学的。因为在该酶没有纯化之前，实验所测得 的都是每毫克粗毒的酶活力。一种酶在单位重量的某种蛇毒粗毒中的活力比另一种蛇毒 粗毒中的活力高有两种可能:一种是虽然该酶在前一种蛇毒中含量不高，但单位重量的纯 酶比活高;另一种是虽然单位重量的纯酶比活不高，但该酶在蛇毒粗毒中的含量高。由此 看来，用“某种蛇毒酶在蛇毒中活力的高低”来讨论酶在蛇毒中的分布是不太恰当的。迄今 所发现的蛇毒酶中，大多数是水解酶，还没有发现任何与合成反应或能量产生与转移有关 的酶。新的蛇毒酶发现还有赖于生物化学家与生理学家、药理学家的共同努力。涂光铸认 为，单靠生化工作者一个酶一个酶地筛选来发现新的蛇毒酶，虽然不是不可能，但至少是 费力和困难的，较好的办法应该是蛇毒的药理研究走在前面，通过新的药理效应的发现， 提示新的酶的存在或新的生理活性物质的存在。