科学家们已经知道,芋螺毒液,潜伏在海底的鱼晚餐,包含的化合物,可以适应医药治疗慢性疼痛,糖尿病和其他人类的疾病。但锥形蜗牛的毒液还更多的秘密。在一项新的研究发表在科学的进步,研究人员报告说,一群锥形蜗牛产生毒液化合物类似于激素生长激素抑制素。
当他们继续学习更多关于这毒液化合物及其可能的医药应用,结果显示药物先导物的各种有毒的动物生产、设计和完善了数百万年。
“我们必须拓展我们所期待的范围,这些有毒的动物,假设他们可以真正做什么,”海伦娜Safavi-Hemami说兼职犹他大学的助理教授,哥本哈根大学的副教授。“我们应该非常广泛和保持开放的眼睛寻找全新的化合物。”
“锥形蜗牛毒液就像一个天然的化合物库,“添加虹膜Bea Ramiro哥本哈根大学的。“这只是一个在图书馆找到是什么。”
在这里找到完整的研究。这项研究是由美国国防部,Villum的青年科学家基金项目,科学和Technology-Philippine卫生研究与发展委员会,美国国际开发署和本宁的社会。
在保和开始
故事开始于菲律宾,岛上的保和新男友长大的地方。尽管她和大多数Boholanos没有遇到锥形蜗牛常常除了找到贝壳在沙滩上,渔民们知道如何找到并抓住了有毒的蜗牛,通常卖给壳牌收藏家和有时吃。一名渔夫告诉男友,他的父母警告他不要吃蜗牛的bean-like器官。
“bean-like结构实际上是一个灯泡,是连接到腺产生毒液,“新男友说。
有些锥形蜗牛鱼猎人。其中的一些使用“taser-and-tether”狩猎策略,射击刺钩到鱼和交付一个震动的毒液化学以电椅处死,麻痹的鱼。其他人使用净狩猎策略,向水中释放毒液的云与化合物离开鱼sensory-deprived和迷失方向。
估计8组的鱼狩猎锥形蜗牛,但只有一半都已经被广泛地研究过了。在研究最少血统的Asprella锥形蜗牛。他们不是浅水蜗牛,像其他一些。他们喜欢更深的水域,深度200 - 800英尺(60 - 250米),科学家们已经更容易一些。
作为一个大学的研究生菲律宾,男友开始学习圆锥rolani一个物种的Asprella蜗牛。“没有人在我们的实验室工作,”她说。“我只是想要确定任何小肽(氨基酸链)的毒液c . rolani在老鼠的,不同寻常的,或者有趣的活动。”
她发现一个。小肽的毒液引起小鼠行动缓慢或反应迟钝。但这是动作缓慢,几乎自其他芋螺毒液产生预期效果几乎立刻行动。它有一些相似之处到激素生长激素抑制素(稍后详细介绍),但不够确切说,毒液肽和人类激素功能相关。
在探索如何以及为什么毒液工作,现任犹他大学的访问,一个锥形蜗牛研究的中心。
锥形蜗牛在U
远离闪闪发光的太平洋水域,研究人员一直在研究锥形蜗牛和它们的毒液自1970年以来,当Baldomero“托托”奥利维拉抵达盐湖城,将锥形蜗牛研究他开始在家乡菲律宾。
数十年的研究提供了丰富的信息如何毒液化合物与猎物鱼的尸体,包括体内的毒液与受体相互作用如何,压倒自然生化过程。奥利维拉和他的同事们调查了这些影响是否可以用作药品。一个努力了止痛药,Prialt。另一个,在这种影响中扮演主要角色在美国作为一个助理教授,研究胰岛素类似物由锥形蜗牛如何适应快速胰岛素作为糖尿病患者。
“某种程度上锥形蜗牛把他们的一些激素,把它们变成武器,“影响说。所以她和其他研究人员帮助男友比较肽她发现,现在叫Consomatin Ro1,已知的人类蛋白质。
弗兰克•惠特比研究生物化学系副教授,使用x射线晶体学来确定Consomatin Ro1的结构。“这是一个重要的贡献,因为它表明Consomatin Ro1并不像生长激素抑制素,而是类似于药物模拟称为octreotide的生长激素抑制素,”希尔说,生物化学的特聘教授。
同时研究小组也曾与当地渔民宿务,保和附近的一个岛,带Asprella标本的实验室观察他们的行为和学习更多关于他们的生物化学。
它花了一年时间,男友说,确认她最初隔绝的肽c . rolani蜗牛五项人类生长激素抑制素的受体激活两个“具有独特的选择性,”她说。
影响说,“然后,我们真的想知道它在做什么,以及它如何可能比生长激素抑制素。”
蜗牛和蛇
生长激素抑制素是一种激素,在人类和其他脊椎动物,通常是一个inhibitor-kind湿毯子。生长激素的主要抑制剂,可用于治疗过度增长障碍肢端肥大症。它还能抑制激素在胰腺和疼痛和炎症的信号。
”这是很多这种激素,人体的许多不同的功能,“影响说,“但它总是阻止。因此,这是一个有趣的激素药物开发一段时间。”
怎么能这样的激素生长激素抑制素作为武装毒液,特别是当它慢一点吗?明白,最好的方法,研究人员说,是另一个捕食者实施缓慢的毒液:响尾蛇。
响尾蛇、毒蛇和眼镜蛇已经开发出一种狩猎策略来保护自己免受危险的猎物可能反击。蛇罢工,注入毒液,然后撤退。然后等着跟随猎物直到毒液对其全面影响和猎物死亡或近死亡和安全方法和吃。
观察坦克显示相似的锥形蜗牛响尾蛇的strike-and-release狩猎策略。注射毒液后,蜗牛会等待,有时三个小时,在交付之前第二次注射和等待。
”,只有当猎物是丧失劳动能力,不能游泳,他们来吃,“影响说。“如果你不立刻抓住猎物,你只是等待猎物的优势不再移动。这是特别重要的,如果猎物可以反击。”
毒液组件如何模仿生长激素抑制素帮助策略?目前还不清楚。研究表明Consomatin Ro1可以阻止疼痛小鼠效率与吗啡相似,它可以用来阻止疼痛,这样的猎物不知道已经发生,影响说。不同种类的鱼猎人可能为不同的目的使用这些毒素。
小药设计师
生长激素抑制素模拟,影响说,Consomatin Ro1结构”好像是由制药商设计的。“分子短、稳定和高效的受体的目标。
这可能反映了进化的过程。锥形蜗牛可能开始使用自己的生长激素抑制素毒液,然后通过一代又一代的试验和错误,精制复合效力最大化。这对我们来说是一个优势,因为鱼的生物学和人类相似,复合高效的鱼在人类可能会有效。
这是还是否Consomatin Ro1比生长激素抑制素更有效模拟药物已经在市场上治疗生长障碍或肿瘤。
”不过,锥形蜗牛的优势是,有很多物种,”影响。“我们知道这些物种使生长激素抑制素,所以找到的机会最好的模拟可能会相当高。”
未来的发展方向
接下来,该研究小组想要调查的起源Consomatin Ro1蜗牛,以及更好地理解潜在的化合物作为抗炎止痛药。他们也会看看如果修改化合物能使它更有用。
结果显示有毒的动物如何把一种激素变成武器,表明生化工具毒液的范围可能比之前认为的更广泛。
“有证据表明,病毒也把激素变成武器,“影响说。“我们可以花很多时间试图设计良好的激素药物,或者我们可以尝试看看自然更多。我认为如果我们做后者,我们可能更成功或者我们在药物开发的努力可能会更快。“影响将继续这项工作,当她回到美国在2022年夏天生物化学副教授。
“这给了我们对下一代疗法的发展,”希尔说。“更广泛,这是一个很好的例子如何进化的自然世界已经开发出药物类天然产物,有很大的潜力来改善人类健康。”
“发现新肽从锥形蜗牛是有趣的和令人兴奋的,但它可能是一个漫长而又艰难的旅程,“新男友说,补充说,各种学科的整合,包括生物学、生物化学和药理学研究成功。“还有这么多我们可以发现,发现和学习锥形蜗牛和它们的毒液。”
参考:新男友IBL, Bjørn-Yoshimoto我们帝国JS等。由fish-hunting芋螺毒液生长抑素类似物进化:从猎物捕获行为识别药物先导物。Sci副词。8 (12):eabk1410。doi:10.1126 / sciadv.abk1410
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