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毒蛙对抗自身毒素的“悖论”得到解释
点击次数:12212 发布时间:2017/9/22 15:47:48
新热带界毒蛙会产生一种名叫地棘蛙素的神经毒素,后者会附着于被称作乙酰胆碱受体的细胞膜蛋白,从而保护这些蛙不受伤害及遭捕食,但这一防御机制也要求生物本身对地棘蛙素产生适应性耐受能力(以避免自己中毒的风险)。作为直接的后果,这些蛙对乙酰胆碱(这是神经细胞相互联系所需的关键神经地质)的敏感性有所下降,但这是以乙酰胆碱受体的功能受损作为代价的。
为了寻求对这一悖论的解释,Rebecca Tarvin 和同事对这些蛙的乙酰胆碱受体的电特性进行了仔细分析。科学家们将蛙的乙酰胆碱受体在人的细胞中进行表达,在乙酰胆碱受体内的单一氨基酸置换发生了 3 次独立的演变,这促成了这些蛙对地棘蛙素和乙酰胆碱敏感性的降低。有趣的是,该受体的功能可通过额外的氨基酸取代(它们在有毒蛙世系中互不相同)而*终得到挽救,这能让其抵抗自己产生的毒素,并同时仍然能维持其靶向神经递质的正常操作。
Tarvin 等人指出,适应性改变和蛋白演化一般来说必须与许多演化压力相平衡,而某些适应性改变会付出代价,至少在开始的时候是这样。作者进一步指出,像地棘蛙素这样的激动剂是特别有效的毒素,因为对这类化合物的抵抗性相对较为复杂。
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