我國是世界上有毒動物資源最豐富的國家之一，動物多肽毒素是自然界億萬年進化過程中產(chǎn)生的具有高活性高專一性的活性分子，具有重要學(xué)術(shù)研究價值和應(yīng)用前景。本書主要內(nèi)容基于我國在動物毒素領(lǐng)域設(shè)立的首個國家重大基礎(chǔ)研究項目（973項目）"我國特有產(chǎn)毒動物多肽毒素的基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究"五年的研究成果，和本973研究團隊近十年在動物毒素領(lǐng)域的代表性成果，系統(tǒng)介紹中國蛇，蝎，蜘蛛，兩棲，昆蟲，蜈蚣，芋螺等我國資源有毒動物的多肽毒素研究最前沿的研究成果。其中包括這些動物毒素的生物分子多樣性的規(guī)模與形成機制，具有重要活性的動物多肽毒素的結(jié)構(gòu)與功能，這些多肽毒素的作用靶點和作用機制，具有藥用前景的多肽毒素的藥理藥效學(xué)等應(yīng)用基礎(chǔ)研究的成果以及相關(guān)動物多肽毒素的研究策略和技術(shù)方法。本書內(nèi)容在一定意義上可詮釋我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥利用動物毒治療疾病的現(xiàn)代分子生物學(xué)機制。
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大約10年前，我曾提議我國研究生物毒素的同仁組織出版一本綜合性學(xué)術(shù)專著，以反映當(dāng)前我國生物毒素領(lǐng)域的研究水平和最新進展。近年來，我國在此領(lǐng)域已取得令人矚目的科研成果，與國外的差距逐漸縮小，有些工作已達到國際先進水平，有的甚至處于領(lǐng)先地位。若有這樣一本學(xué)術(shù)專著，將對我國今后生物毒素研究起到承前啟后的推動作用。令人欣慰的是，由梁宋平教授、張云教授等所著的《中國動物多肽毒素》一書正是我所企盼的。
我國疆域遼闊，地形復(fù)雜，氣候各異，有著極其豐富的有毒動物資源。這些有毒動物在億萬年的進化過程中為了自己的生存（防衛(wèi)和捕食），形成了特有的毒腺器官，儲存與分泌各種活性高、專一性強的多肽與蛋白質(zhì)類生物活性物質(zhì)，包括各種作用于細胞膜離子通道和受體的阻斷劑或激動劑、各種酶類、激肽、抗菌肽、凝集素等具有不同生物活性的毒素分子。不同來源的毒素有不同的結(jié)構(gòu)卻具有相似的功能，或有相似的結(jié)構(gòu)卻具有完全不同的功能。此結(jié)構(gòu)和功能的多樣性使毒素成為不可取代的理想材料，可用于生化、生理、藥理學(xué)的基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新藥物的開發(fā)。我國與先進國家在科技上的競爭，多肽毒素是可以利用的極其寶貴而又難得的資源優(yōu)勢。我們極有可能從我國獨特的物種中找到結(jié)構(gòu)與功能全新的毒素，且具有重要的應(yīng)用開發(fā)價值。
我國動物毒素的研究自20世紀80年代改革開放以來，經(jīng)不懈努力已獲得了一批有重要影響的科研成果，并建立了研究不同動物毒素的科研隊伍。在蛇毒、蝎毒、蜘蛛毒、芋螺毒、蜈蚣毒及兩棲類動物毒的研究領(lǐng)域中已取得了長足進步，有的已接近或達到當(dāng)前國際先進水平，在國際同行中占有一席之地，具有沖擊國際最高水平的潛力。機遇轉(zhuǎn)瞬即逝，目前正是我國科研發(fā)展的最佳時期。值得慶幸的是，在國內(nèi)生命科學(xué)學(xué)術(shù)界的呼吁和推動下，在國內(nèi)研究生物毒素同仁的共同努力下，“我國特有產(chǎn)毒動物多肽毒素的基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究”項目被列入973計劃，并于2010年獲得批準(zhǔn)實施。該項目的首席科學(xué)家為梁宋平教授，承擔(dān)單位有中國科學(xué)院昆明動物研究所、中國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、湖南師范大學(xué)、同濟大學(xué)、武漢大學(xué)、上海交通大學(xué)、上海大學(xué)。經(jīng)過5年多的團結(jié)協(xié)作和辛勤工作，出色完成了該項目的原定計劃目標(biāo)，獲得了一批國際上有影響力的研究成果，使我國的生物毒素研究上了一個新的臺階，獲得973計劃項目評審委員會的好評。
目錄
序一
序二
第1 章 導(dǎo)論：動物多肽毒素的特征與科學(xué)問題 1
1.1 動物多肽毒素的概念與特征 1
1.1.1 動物多肽毒素驚人的分子多樣性 3
1.1.2 動物多肽毒素的強活性和高專一性 4
1.2 動物多肽毒素研究的科學(xué)意義與應(yīng)用價值 5
1.2.1 揭示有毒動物毒性的分子機制并為中毒救治提供指導(dǎo) 6
1.2.2 動物多肽毒素是解析膜通道及受體結(jié)構(gòu)與功能的有力分子探針 7
1.2.3 動物多肽毒素是探究重要生理與病理機制的分子工具 9
1.2.4 動物多肽毒素是創(chuàng)新藥物的寶貴資源 10
1.2.5 動物多肽毒素用于害蟲防治 13
1.3 當(dāng)前動物多肽毒素研究的主要科學(xué)問題及研究課題 15
1.3.1 發(fā)現(xiàn)具有新型生物學(xué)活性的動物多肽毒素 15
1.3.2 多肽毒素基因的起源和進化及分子多樣性機制研究 16
1.3.3 重要多肽毒素與膜通道和受體及其他靶蛋白質(zhì)的相互作用機制研究 16
1.3.4 在動物毒素資源中尋找藥物先導(dǎo)分子 16
1.3.5 在動物毒素資源中尋找殺蟲劑先導(dǎo)分子 19
1.3.6 有毒動物基因組和轉(zhuǎn)錄組及多肽與蛋白質(zhì)毒素組學(xué)研究 20
1.3.7 動物多肽毒素的生物信息學(xué) 20
1.3.8 多肽毒素與生理性毒素樣蛋白多肽（TLP）的交叉研究 21
1.3.9 多肽毒素與其他生物學(xué)問題的交叉研究 21
1.4 動物多肽毒素研究國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃 （973 計劃）項目簡介 22
1.5 結(jié)語 23
參考文獻 24
第2 章 我們?yōu)槭裁囱芯縿游锒嚯亩舅亍舅嘏c生存競爭和人類疾病 31
2.1 前言 31
2.1.1 毒素是自然界生存競爭的產(chǎn)物 31
2.1.2 動物關(guān)鍵生理因子的分子生物多樣性 31
2.1.3 共進化導(dǎo)致動物毒素巨大的分子生物多樣性 32
2.1.4 進化造就動物毒素與人類的密切聯(lián)系 32
2.1.5 動物毒素是重要的戰(zhàn)略生物資源 33
2.2 動物毒素的生物學(xué) 33
2.2.1 毒液系統(tǒng)（毒器）是產(chǎn)毒動物的特殊復(fù)雜性狀 33
2.2.2 毒液系統(tǒng)的生物學(xué)功能 37
2.2.3 動物毒液中的毒素 39
2.2.4 中國的產(chǎn)毒動物 47
2.3 毒素與人類疾病：從敵人到朋友 50
2.3.1 動物毒素中毒是嚴重的公共健康危害 50
2.3.2 動物毒素中毒的毒理學(xué) 51
2.3.3 毒素在解析人類生理病理中的貢獻 52
2.3.4 毒素研究指導(dǎo)生理性毒素樣蛋白多肽（TLP）的研究 58
2.3.5 產(chǎn)毒動物是重要的藥用動物 60
2.3.6 現(xiàn)代臨床藥物創(chuàng)制 62
2.4 毒液系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的相似性 63
2.4.1 毒素和免疫效應(yīng)因子具有類似的起源和進化模式 64
2.4.2 毒素和免疫效應(yīng)分子共用同源的蛋白質(zhì)構(gòu)件 65
2.4.3 毒液和免疫中的孔道形成蛋白多肽（PFP） 65
2.4.4 毒液和免疫中的aerolysin 類型孔道形成蛋白 66
2.5 未來的方向和挑戰(zhàn) 75
2.5.1 毒素用以回答基本生物學(xué)問題 75
2.5.2 毒素用于與人類疾病斗爭 78
2.6 結(jié)語 84
參考文獻 85
第3 章 中國蜘蛛多肽毒素 92
3.1 蜘蛛生物學(xué)簡述及我國代表性毒蜘蛛物種介紹 92
3.1.1 蜘蛛的系統(tǒng)發(fā)育 92
3.1.2 蜘蛛的外形及毒器結(jié)構(gòu)簡介 94
3.1.3 蜘蛛毒液的采集 97
3.1.4 蜘蛛毒液的理化性質(zhì)與組成 99
3.1.5 中國代表性毒蜘蛛簡介 105
3.2 中國蜘蛛多肽毒素的分子多樣性 112
3.2.1 虎紋捕鳥蛛毒素組學(xué)研究 113
3.2.2 海南捕鳥蛛毒素組學(xué)研究 117
3.2.3 大腹園蛛毒素組學(xué)研究 119
3.2.4 蜘蛛多肽毒素分子多樣性的機制 120
3.3 重要蜘蛛多肽毒素的結(jié)構(gòu)與功能 121
3.3.1 作用于鈉離子通道的蜘蛛多肽毒素 123
3.3.2 作用于鈣離子通道的蜘蛛多肽毒素 154
3.3.3 作用于鉀離子通道的蜘蛛多肽毒素 163
3.3.4 虎紋捕鳥蛛毒素-II（Huwentoxin-II，HWTX-II） 166
3.3.5 胰蛋白酶抑制劑：虎紋捕鳥蛛毒素-XI（Huwentoxin-XI，HWTX-XI） 171
3.3.6 虎紋捕鳥蛛凝集素-I（S．huwena lectin-I，SHL-I） 177
3.3.7 細胞毒活性肽lycosin-I 179
3.4 藥用前景多肽毒素的應(yīng)用基礎(chǔ)研究 184
3.5 結(jié)語 187
參考文獻 188
第4 章 中國兩棲動物多肽毒素 200
4.1 兩棲動物物種背景介紹 205
4.1.1 兩棲動物具有特殊的進化地位 205
4.1.2 兩棲動物的生理特征 207
4.1.3 中國兩棲動物研究現(xiàn)狀 213
4.2 兩棲動物蛋白多肽的分子多樣性 214
4.2.1 兩棲動物皮膚是生物活性物質(zhì)的天然寶庫 215
4.2.2 兩棲動物皮膚分泌的小分子非蛋白多肽類組分 217
4.2.3 兩棲動物皮膚分泌的多肽 218
4.2.4 兩棲動物皮膚分泌的蛋白質(zhì) 227
4.3 重要兩棲類天然活性分子結(jié)構(gòu)功能研究 228
4.3.1 大蹼鈴蟾三葉因子的藥理學(xué)作用研究 229
4.3.2 大蹼鈴蟾三葉因子為揭示哺乳動物生理病理的貢獻 236
4.3.3 大蹼鈴蟾孔道形成毒素類似蛋白ALP 及其毒理學(xué)研究 240
4.3.4 大蹼鈴蟾孔道形成毒素類似蛋白的生理作用研究 250
4.3.5 這些研究給我們的啟示和未來的方向 254
4.4 藥用前景兩棲類多肽毒素應(yīng)用基礎(chǔ)研究 254
4.4.1 抗菌肽 255
4.4.2 抗氧化肽 261
4.4.3 其他肽類 262
4.4.4 未來的方向 264
參考文獻 265
第5 章 中國蛇類多肽毒素 277
5.1 我國常見有毒蛇類簡介 277
5.1.1 我國的劇毒蛇類 277
viii 中國動物多肽毒素
5.1.2 后溝牙有毒蛇和常見無毒蛇 282
5.2 蛇類物種背景 283
5.2.1 蛇類分類簡介 283
5.2.2 我國古代對蛇類的認識和貢獻 285
5.3 蛇類多肽毒素功能及分子多樣性 286
5.3.1 蛇類蛋白質(zhì)肽類活性物質(zhì)簡介 286
5.3.2 蛇毒活性成分分類介紹 286
5.4 蛇毒研究展望 320
參考文獻 323
第6 章 中國胡蜂多肽毒素 329
6.1 胡蜂簡介 329
6.1.1 種類和分布 329
6.1.2 生長發(fā)育 329
6.1.3 外觀特征 330
6.1.4 巢穴 331
6.1.5 生活習(xí)性 331
6.1.6 蜇針和毒素 332
6.2 胡蜂肽類活性物質(zhì) 332
6.2.1 肥大細胞脫粒肽 333
6.2.2 緩激肽 336
6.2.3 金環(huán)胡蜂抗菌肽 339
6.2.4 金環(huán)胡蜂趨化肽 340
6.3 酶類活性物質(zhì)和過敏原 342
6.3.1 磷脂酶 342
6.3.2 絲氨酸蛋白酶 344
6.3.3 過敏原 347
參考文獻 351
第7 章 中國蜈蚣多肽毒素 354
7.1 蜈蚣簡介 354
7.1.1 蜈蚣的分類和分布 354
7.1.2 蜈蚣的外形特征 355
7.1.3 蜈蚣的機體構(gòu)造 356
7.1.4 生活習(xí)性 358
7.2 蜈蚣毒素概述 359
7.2.1 蜈蚣毒素化學(xué)成分分析 359
7.2.2 蜈蚣毒素功能 362
7.3 中國少棘蜈蚣毒液多肽組和轉(zhuǎn)錄組 363
7.3.1 少棘蜈蚣毒液多肽組學(xué)研究 363
7.3.2 中國少棘蜈蚣多肽轉(zhuǎn)錄組和LC-MS/MS 研究 370
7.4 少棘蜈蚣活性多肽結(jié)構(gòu)與功能研究 376
7.4.1 少棘蜈蚣鈉離子通道1.7 抑制劑?-SLPTX-Ssm6a 研究 376
參考文獻 382
第8 章 中國芋螺多肽毒素 385
8.1 中國芋螺物種背景 385
8.2 芋螺毒素分子多樣性 390
8.2.1 芋螺毒素分子多樣性概述 390
8.2.2 A-conotoxin 391
8.2.3 Q-conotoxin 395
8.2.4 K-conotoxin 401
8.2.5 conomarphin-8 406
8.2.6 O2-conotoxin 407
8.2.7 芋螺毒素多樣性分子機制 410
8.3 重要芋螺多肽毒素結(jié)構(gòu)功能研究 419
8.3.1 BK 通道特異性毒素Vt3.1 419
8.3.2 ?D-芋螺毒素的結(jié)構(gòu)與功能研究 428
8.3.3 登革熱病毒蛋白酶抑制劑 433
8.4 藥用前景——芋螺多肽毒素應(yīng)用基礎(chǔ)研究 440
8.4.1 新型T-家族芋螺毒素TxVC 作用于乙酰膽堿受體 440
8.4.2 新型?-芋螺毒素Mr1.7 的作用靶點鑒定及結(jié)構(gòu)性能關(guān)系研究 444
8.4.3 一個新的4/6 型?-芋螺多肽Vi1.6 作用于nAChR ?3?2 受體 447
8.4.4 鈣離子誘導(dǎo)含有?-羧基谷氨酸（Gla）多肽形成雙螺旋結(jié)構(gòu) 448
8.4.5 conantokin-T［M8Q］抑制嗎啡耐受 450
8.4.6 MVIIA 毒性來源分析 452
8.4.7 4 種中國南海芋螺毒素的多樣性及進化特點 455
參考文獻 457
第9 章 中國蝎多肽毒素的分子多樣性及結(jié)構(gòu)與功能研究進展 463
9.1 中國蝎子的種類 464
9.2 中國蝎的多肽毒素 466
9.3 東亞鉗蝎多肽毒素的分子多樣性 469
9.4 東亞鉗蝎多肽毒素的結(jié)構(gòu)與功能 470
9.4.1 離子通道毒素 470
9.4.2 抗菌肽 479
9.4.3 抗腫瘤多肽 479
9.5 蝎多肽毒素的研究展望 479
參考文獻 480
第10 章 動物（多肽）毒素數(shù)據(jù)庫（ATDB） 486
10.1 數(shù)據(jù)收集 487
10.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 487
10.3 ATDB 2.0 注釋系統(tǒng) 488
10.4 網(wǎng)站結(jié)構(gòu) 489
10.5 信息查詢和分析 490
參考文獻 491
作者簡介 494
后記 498
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