澳大利亚和美国的科学家们已经解开了锥形海螺用来麻痹猎物的胰岛素的结构。了解这种海螺毒液的快速作用机制,可能会启发更快速作用的胰岛素来治疗糖尿病患者。
一百多种锥形海螺利用毒液来捕食鱼类,通常是通过向猎物注入靶向神经系统的毒液。地理锥形海螺(Conus geographus)则采取了不同的策略。去年,该团队描述了 C. geographus 和另一种锥形海螺如何进化出了比软体动物更像鱼类(以及人类)使用的胰岛素。
正常情况下,胰岛素是由胰腺产生的,用于调节血糖;糖尿病患者无法正常产生或使用胰岛素。然而,科学家们写道:“胰岛素可能被用于邪恶的生物目的。”锥形海螺利用胰岛素使鱼类陷入低血糖休克,导致血糖水平危险地下降。这使得鱼类更容易被捕获(或者,正如科学家们所说的,“被海螺膨胀的假嘴吞噬”)。
现在,该团队已经研究了是什么让这种胰岛素起效如此之快。人类胰岛素储存在六个分子的簇中,在使用前必须将它们分解,这可能需要长达一小时的时间。锥形海螺的胰岛素则不是这样。它缺乏一种“铰链”组件,正是这个组件使人类胰岛素能够结合在一起并连接到身体的受体上。
“锥形海螺毒液中的胰岛素比人类胰岛素作用更快,因为它避免了人类胰岛素为发挥功能而经历的结构变化——它们基本上是准备就绪,可以结合到它们的受体上,”合作作者、来自墨尔本沃尔特和伊莱扎·霍尔医学研究所的迈克·劳伦斯在新闻稿中说。“通过研究这种海螺毒液胰岛素的三维结构,我们发现了如何完全摒弃这个‘铰链’,这可能会加速……胰岛素起效的速度。”
劳伦斯和他的同事发现,锥形海螺的胰岛素能够附着并激活人类胰岛素受体。虽然它不如人类胰岛素有效,但它有可能在短短五分钟内开始起效。该团队于 9 月 12 日在线上期刊《Nature Structural and Molecular Biology》上报道了他们的发现。
“现在我们可以研究人类胰岛素,看看我们是否可以使其更像海螺,”合作作者、来自盐湖城犹他大学的海伦娜·萨法维在另一份声明中说。