Science：首次人工合成出箭毒蛙毒素

2016年11月21日/生物谷BIOON/--在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學的研究人員合成出在箭毒蛙皮膚中存在的神經毒素。他們描述了他們如何完成這一壯舉、所涉及的步驟，以及當他們也合成它的鏡像異構體時，他們發現了什麼。相關研究結果發表在2016年11月18日那期Science期刊上，論文標題為「Asymmetric synthesis of batrachotoxin: Enantiomeric toxins show functional divergence against NaV」。

哥倫比亞西部的土著印第安人收集金色箭毒蛙（Phyllobates terribilis）和兩色葉毒蛙（Phyllobates bicolor），放在火上將這種毒素烤出，然後將它塗在他們的飛鏢上。這種毒素通過干擾肌肉細胞和神經細胞中的鈉離子通道，使鈉離子通道持續打開不關閉，從而殺死人。鈉離子的持續流動最終導致心力衰竭。

多年來，科學家們早已了解箭毒蛙，而且一些人嘗試合成這種毒素中的箭毒蛙毒素（batrachotoxin）分子。在此之前，這些嘗試都失敗了，而且最近幾年，在哥倫比亞北部土著人生活的雨林中，這種箭毒蛙數量不斷減少，這就使得這種合成任務變得越加複雜。

在這項新的研究中，研究人員利用來自其他研究的數據來理解這種箭毒蛙毒素分子的組成，然後利用他們的發現構建出一種人工合成版本。他們說，這一合成過程涉及24個步驟，而且他們也合成出這種毒素的鏡像異構體。

這種毒素通過迫使鈉離子通道持續開啟而給受害人帶來問題。當這種情形在心肌中發生時，鈉離子流入導致心肌收縮。但是這些離子通道持續開啟，鈉離子不能夠被釋放出來，結果就導致心臟驟停。令人關注的是，在進行測試後，研究人員發現這種鏡像異構體也是致命性的，但是是源於相反的原因---它迫使鈉離子通道持續關閉，從而阻止心肌鬆弛所必需的鈉離子流出。

這種新合成的分子具有多種潛在的應用。鑒於這項研究也合成出這種毒素分子的手性異構體，它有望幫助研究人員更好地理解離子通道發生功能的方式。如今，這種分子能夠在實驗室中被合成出，對任何想要研究它如何發揮作用的個人---甚至可能是想要製造生物武器的那些人---而言，它將相對容易獲得。最終，因它對鈉離子通道的獨特影響，它可能作為一種構建局部麻醉劑的原型在醫學中發揮作用。（生物谷 Bioon.com）

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Asymmetric synthesis of batrachotoxin: Enantiomeric toxins show functional divergence against NaV

Matthew M. Logan, Tatsuya Toma?, Rhiannon Thomas-Tran?, J. Du Bois

doi:10.1126/science.aag2981

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