百科新知：蜂毒肽

蜂毒肽是蜂毒素(melittin，MLT)又叫蜂毒肽，是蜂毒的主要成分，約占蜂毒乾重的50%，也是蜂毒中具藥理作用和生物學活性的主要組分。MLT呈強鹼性，易溶於水，相對分子質量為2 849，具有抗炎、降壓、鎮痛、抑制血小板凝集、抗輻射、抗菌、抗HIV、抗風濕性關節炎及抗腫瘤等多種藥理活性。2013年3月，美國科學家宣布，可以利用在蜂刺毒素中發現的化學物質毀滅愛滋病毒，防止愛滋病傳播，但又不傷及周圍正常細胞。 蜂毒是工蜂毒腺分泌出來的一種具有芳香氣味的成分複雜的混合物，主要含有蛋白質多肽類、酶類、生物胺類和其他物質。蜂毒中研究較多的是蜂毒溶血肽，又稱蜂毒肽(melittin)。蜂毒肽占蜂毒乾重的50%，是蜂毒中主要功能物質。蜂毒肽可以抗菌、抗病毒、消炎、抗輻射，近年來又有對其抗癌作用進行研究的報導。但是其臨床套用卻有很多局限，主要原因是現有技術難以將蜂毒中有致敏反應並與蜂毒肽分子量接近的磷脂酶A2完全去除。


研究歷史
人類社會利用蜂毒的歷史悠久，同時人們對蜂毒和蜂毒肽的研究也在不斷深入。自從1952 年Neuman等人用電泳法分離獲得蜂毒肽以來，關於蜂毒肽的研究拉開了帷幕，很多研究發現蜂毒肽對體內外多種腫瘤細胞都有殺傷作用。

1972 年，Haberman報導1 μmol/L 的蜂毒肽就能阻止腫瘤細胞增殖但卻不抑制正常細胞的生長與克隆率。

1999 年， Kubo 等通過 5 種細胞毒的測定方法對蜂毒肽與嗜酸性粒細胞的主要鹼性蛋白進行比較，結果證實蜂毒肽能插入 K562 細胞的胞膜中進而形成孔道，引起 Ca2+內流，使胞內 Ca2+濃度升高，細胞裂解，最後導致在 1 h 內蜂毒肽對實驗的白血病細胞均具殺傷效果。同年，Shamsher 等研究發現蜂毒肽可激活磷酸脂酶 D 進而裂解人單核白血病細胞（U937）。

2009年8月11日英國《每日郵報》報導，日前美國華盛頓大學的科學家公布一項有意義的研究成果——他們藉助納米技術，開發出一種在顯微鏡下才能看到的“納米蜜蜂”。“小蜜蜂”能鑽進癌細胞，釋放出殺癌良藥，將癌細胞一個個消滅掉。而小蜜蜂比人的髮絲還要小几千倍。

“小蜜蜂”背上有一個特殊的包裹，包裹里裝的是令常人聞之色變的蜂毒肽。研究人員稱，蜂毒肽是非常好的殺癌良藥。“小蜜蜂”內部還有專門的定位物質，能夠指引它一路前行，直達患處。在實驗中，納米蜜蜂”已經令患有乳腺癌的小白鼠體內的癌細胞減少了45%，而患有皮膚癌的小白鼠體內的癌細胞則銳減了75%之多。

結構介紹

蜂毒肽是由 26 個胺基酸殘基組成的多肽,分子量 2 840 , 其一級結構的胺基酸殘基順序為NH2- GLY- ILE- GLY- ALA- VAL- LEU- LYS- VAL- LEU- THR- THR- GLY- LEU- PRO- ALA- LEU- ILE- SER-TRP- ILE- LYS- ARG- LYS- ARG- GLN- GLN- COOH。在通常情況下, C- 末端有 4 個胺基酸殘基攜帶正電荷,N- 末端有 2 個胺基酸殘基攜帶正電荷, 整個分子 帶 6 個正電荷。

蜂毒肽的 N- 末端起前 20 個胺基酸殘基主要是疏水的, C- 末端的 6 個胺基酸殘基主要是親水的。分子的 3 個賴氨酸和 2 個精氨酸殘基使其成為強鹼性肽，在中性水溶液中, 蜂毒肽作為單體是以隨機的捲曲結構存在的, 而隨著 pH 值以及離子強度的增高, 蜂毒肽自我交聯, 形成螺旋的四聚體結構，有研究發現在不同的溶液中蜂毒肽的螺旋結構區域及螺旋間的角度是不同的。 螺旋結構中前 21 個胺基酸是極性的, 位於螺旋的表面, 而非極性胺基酸在螺旋的另一面。這個兩親性(am-phiphilie)是膜結合肽和膜蛋白跨膜螺旋的特徵。所以這個特性決定蜂毒肽既可以溶於水中, 又可以與膜自然結合, 進而溶解細胞。



蜂毒肽的溶血作用限制了它的臨床套用。為克服其溶血毒副作用，人們嘗試通過改變蜂毒素分子構像，將蜂毒素分子與腫瘤特異性抗體偶聯成免疫毒素或製成緩釋劑等方法來減輕其不良反應，增強抗腫瘤活性的目的。

趙亞華等為獲得保留有抗菌活性而降低溶血作用的蜂毒素，對蜂毒素的分子結構進行了改造。將第5位的Val變為Arg，第15位Ala變為Arg，刪除了第16位的Leu。用PCR技術獲得了改造後的蜂毒素基因，將其複製人酵母表達載體pPICZa-A，獲得重組表達質粒PPICZa-A-MEA。該質粒轉化畢赤酵母菌GS115，甲醇誘導下表達，發酵上清液經抑菌活性、溶血活性測定及親和層析純化，結果表明，蜂毒素基因成功地在畢赤酵母中表達，經改造後表達的蜂毒素保留了抗菌活性且溶血活性顯著降低，經純化後用Bradford法測定表達蜂毒素的含量約為0.29 mg/mL。

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