箭毒蛙的突变氨基酸（箭毒蛙毒性成分）

为什么有的动物可以产生毒液，但是当毒液进入肚子里，就变成了蛋白质？

不是说当毒液进入肚子里，就变成了蛋白质，这种说法是错误的。因为毒液其实是一种酶，酶就是蛋白质，氨基酸和多肽是组成蛋白质的成分，人的胃可以分解蛋白质，所以说，毒液被吃下去就被胃液分解。

许多种动物通过产生主液或毒素来反击猎食者的进攻或捕食猎物。喷毒眼镜蛇能把毒汁射到3米以外的敌人的眼睛里，让中毒的敌人或毫无防备的过路者失明，并因剧痛而倒地，眼镜蛇乘机逃走。动物的毒液和毒素是复杂的化学物质，以同样剂量来说，是人类已知的有毒物质中毒性最强的。

一只胡桃大小的箭毒蛙所合的毒足以杀死1 00个人。立方水母的毒液在比看完本页文字所需还短的时间内就能杀死人。印度眼镜蛇的毒液也只需一丁点便足以置人于死地。有毒液的动物通常有毒牙、毒棘或螫针等特殊的结构，能将毒液直接注入捕食者或猎物体内。不过，某些有毒的动物，例如箭毒蛙，只有当你触摸它或吃它时，才会致命。

我们都知道的眼镜蛇是一种剧毒蛇类，蛇毒是毒蛇从毒腺中分泌出来的一种液体，主要成分是毒性蛋白质，约占干重的90%至95%。酶类和毒素约含二十多种。此外，还含有一些小分子肽、氨基酸、碳水化合物、脂类、核苷、生物胺类及金属离子等。蛇毒成分十分复杂，不同蛇毒的毒性、药理及毒理作用各具特点。

为什么箭毒蛙不会毒死自己？

根据一项新的研究发现，箭毒蛙的神经系统随着时光演变后，才获得了抗毒能力。这是生物演化上的绝佳例子。

德州大学奥斯汀分校生物学家，同时也是国家地理学会赞助学者的蕾贝卡．塔文（Rebecca Tarvin）说：「我一直想了解大自然中的生物是如何获得神经毒素的，因为这类动物需要重组其神经系统，而这看起来实在不太像是动物演化时会发生的事。」

钻研神经系统

箭毒蛙实际上没有分泌毒素的能力，而是靠吃下螨和蚂蚁而获得。外表的艳丽体色，是在警告任何掠食者，可别笨到来咬一口。

像蛇与蝎子这类掠食者，它们在使用毒液捕捉猎物时，毒液必须透过创伤进入猎物的身体内才能发挥作用。掠食者的毒素并不一定要马上杀死猎物，相对的，它们普遍用毒素来麻痹猎物。

不过，不管是掠食者还是猎物，它们都需要能快速发挥作用的毒素，使对象失去行动能力。因此，神经系统就成为毒液攻击的首要目标。

事实上，动物界中许多极其可怕的毒素，就是以瘫痪神经系统为手段。有些箭毒蛙身上带有一种类似吗啡的化合物，称为epibatidine，其作用机制就与乙醯胆碱这种化合物类似，可以在神经细胞之间传递讯号。由于epibatidine的效率极高，因此会干扰乙醯胆碱的作用，造成神经系统许多问题，毒性大到只需要一只毒蛙的epibatidine，就可以杀死一头水牛。

另外，自然界中有些毒蝾螈，身上则带有河豚毒素（tetrodotoxin），这类毒素会把生物神经传导时所使用的离子通道阻塞住，以截断神经的电流讯号。

维吉尼亚大学的生物学家兼毒物专家，同时也是这篇论文的审阅者布奇．布洛迪（Butch Brodie）表示：「这就像把某个脆弱地方的电线剪断一样，只是用不同的工具剪断而已。」

天生不怕毒

但是，箭毒蛙到底是怎么开始使用这种毒素的？根据塔文和同事最近发表在《科学》期刊上的结果显示，这类使用epibatidine的箭毒蛙经过DNA定序后，发现它们乙醯胆碱受体的形状与正常的受体在结构上有小小的不同。

就遗传学上来说，受体形状的变化必须非常细微。因为乙醯胆碱和epibatidine在受体上的结合位置是一样的。所以，如果突变让受体的形状改变太多，乙醯胆碱将无法正常与受体作用来传递神经讯号。

这类箭毒蛙体内的受体，在结构上做了小小修饰，使得问题顺利解决：epibatidine认不出箭毒蛙的受体，但箭毒蛙本身的乙醯胆碱却可以，因此这种机制确保了箭毒蛙不会被自身的毒素影响。

除此之外，这个研究还发现，箭毒蛙对这种毒素的抗性至少独立演化了三次，正好说明了这样的突变对箭毒娃来说的确有用。

「这是罕见的大自然之美，类似这篇研究发现的例子实在很少。」国家地理探险家暨爬行动物学家和毒理学家佐尔坦．塔卡克斯（Zoltan Takacs）说。 「无论是怎样的新发现，都是我们对于演化学与神经学上的一大跃进。」

深入研究毒素

这个研究对于毒理演化方面的了解是很重要的里程碑，然而背后还有许多未解之谜。举例来说，生物学家仍然不知道箭毒蛙从何处获得毒素。很明显地，毒素应该是从食物中得到的，但科学家仍未找到确切的源头。

塔文还指出，其实箭毒蛙毒素本身就是一个大谜团。箭毒蛙身上带有超过800种的化合物，但我们真正了解的却不到70种。

布洛迪表示，追踪这些毒素的源头，并进一步了解动物如何演化成不受毒素影响，可以让我们进一步解开这大自然之谜。「其实我们人类，对自然界的化学合成物了解实在不多，」布洛迪说：「站在人类生物安全性的观点来说，我们对这些毒素了解愈多，愈能减轻毒素对我们的威胁。」

为什么箭毒蛙不会毒死自己

根据一项新的研究发现，箭毒蛙的神经系统随着时光演变后，才获得了抗毒能力。这是生物演化上的绝佳例子。

德州大学奥斯汀分校生物学家，同时也是国家地理学会赞助学者的蕾贝卡．塔文（Rebecca Tarvin）说：「我一直想了解大自然中的生物是如何获得神经毒素的，因为这类动物需要重组其神经系统，而这看起来实在不太像是动物演化时会发生的事。」

钻研神经系统

箭毒蛙实际上没有分泌毒素的能力，而是靠吃下螨和蚂蚁而获得。外表的艳丽体色，是在警告任何掠食者，可别笨到来咬一口。

像蛇与蝎子这类掠食者，它们在使用毒液捕捉猎物时，毒液必须透过创伤进入猎物的身体内才能发挥作用。掠食者的毒素并不一定要马上杀死猎物，相对的，它们普遍用毒素来麻痹猎物。

不过，不管是掠食者还是猎物，它们都需要能快速发挥作用的毒素，使对象失去行动能力。因此，神经系统就成为毒液攻击的首要目标。

事实上，动物界中许多极其可怕的毒素，就是以瘫痪神经系统为手段。有些箭毒蛙身上带有一种类似吗啡的化合物，称为epibatidine，其作用机制就与乙醯胆碱这种化合物类似，可以在神经细胞之间传递讯号。由于epibatidine的效率极高，因此会干扰乙醯胆碱的作用，造成神经系统许多问题，毒性大到只需要一只毒蛙的epibatidine，就可以杀死一头水牛。

另外，自然界中有些毒蝾螈，身上则带有河豚毒素（tetrodotoxin），这类毒素会把生物神经传导时所使用的离子通道阻塞住，以截断神经的电流讯号。

维吉尼亚大学的生物学家兼毒物专家，同时也是这篇论文的审阅者布奇．布洛迪（Butch Brodie）表示：「这就像把某个脆弱地方的电线剪断一样，只是用不同的工具剪断而已。」

天生不怕毒

但是，箭毒蛙到底是怎么开始使用这种毒素的？根据塔文和同事最近发表在《科学》期刊上的结果显示，这类使用epibatidine的箭毒蛙经过DNA定序后，发现它们乙醯胆碱受体的形状与正常的受体在结构上有小小的不同。

就遗传学上来说，受体形状的变化必须非常细微。因为乙醯胆碱和epibatidine在受体上的结合位置是一样的。所以，如果突变让受体的形状改变太多，乙醯胆碱将无法正常与受体作用来传递神经讯号。

这类箭毒蛙体内的受体，在结构上做了小小修饰，使得问题顺利解决：epibatidine认不出箭毒蛙的受体，但箭毒蛙本身的乙醯胆碱却可以，因此这种机制确保了箭毒蛙不会被自身的毒素影响。

除此之外，这个研究还发现，箭毒蛙对这种毒素的抗性至少独立演化了三次，正好说明了这样的突变对箭毒娃来说的确有用。

「这是罕见的大自然之美，类似这篇研究发现的例子实在很少。」国家地理探险家暨爬行动物学家和毒理学家佐尔坦．塔卡克斯（Zoltan Takacs）说。 「无论是怎样的新发现，都是我们对于演化学与神经学上的一大跃进。」

深入研究毒素

这个研究对于毒理演化方面的了解是很重要的里程碑，然而背后还有许多未解之谜。举例来说，生物学家仍然不知道箭毒蛙从何处获得毒素。很明显地，毒素应该是从食物中得到的，但科学家仍未找到确切的源头。

塔文还指出，其实箭毒蛙毒素本身就是一个大谜团。箭毒蛙身上带有超过800种的化合物，但我们真正了解的却不到70种。

布洛迪表示，追踪这些毒素的源头，并进一步了解动物如何演化成不受毒素影响，可以让我们进一步解开这大自然之谜。「其实我们人类，对自然界的化学合成物了解实在不多，」布洛迪说：「站在人类生物安全性的观点来说，我们对这些毒素了解愈多，愈能减轻毒素对我们的威胁。」

夏洛克福尔摩斯《血字的研究》毒药是否存在？

这种毒物是有原型存在的，不过柯南道尔对它做了一些加工。这种生物碱其实并不神秘，最初美洲土著将箭毒蛙分泌毒液涂抹于弓箭上用来杀伤野兽，后来经过化学提取发现这一种生物碱——筒箭毒碱，并在1942年成功用于麻醉中，作为肌松剂使用。生物碱存在于自然界（主要为植物，但有的也存在于动物）中的一类含氮的碱性有机化合物，有似碱的性质，所以过去又称为赝碱。大多数有复杂的环状结构，氮素多包含在环内，有显著的生物活性，是中草药中重要的有效成分之一。具有光学活性。有些不含碱性而来源于植物的含氮有机化合物，有明显的生物活性，故仍包括在生物碱的范围内。而有些来源于天然的含氮有机化合物，如某些维生素、氨基酸、肽类，习惯上又不属于“生物碱”。这种药品的作用描述起来非常简单，阻断神经肌肉接头的递质传导，让肌肉松弛。因为呼吸肌也同时受累，所以受此药物影响的人无法自主呼吸，在缺乏呼吸机支持的情况会很快窒息死亡。后来因为这种药物作用时间长，没有相应拮抗药物，难以控制逐渐被淘汰。对于这种药物的自然存放时间已经物理性状我没有查到，同时相关文献也没有提到可以口服起效，我认为应该是不能通过口服起效的。

目前临床使用的超短效肌松剂是它的改良产品——氯化琥珀胆碱，物理性状为油性，可溶于水，一旦进入血液30秒既产生作用，十分钟左右可被代谢完，同样口服没有相关文献报道，应该是不起效的。现在的偷狗贼就是用弩发射含有这种药物的毒标来杀狗，也有射中人致死的报道。神奇的是这种生物碱还是除草剂。