Abstract
碩士論文摘要心臟毒素( CTX A1 ~ A5)是台灣眼鏡蛇毒蛋白的主要成分。它們的三級結構雖然相似，可是毒性差異頗大；一般認為是因為親脂性與帶電胺基酸分佈的不同，導致區域性疏水度或靜電作用力的差異。此外，心臟毒素對不同的細胞破壞程度也各異，如果只以心臟毒素與細胞膜的作用解釋並不完全。本實驗的第一部份即是提出上述現象的說明：以 POPC 單分子薄膜進行CTX A3 以及 CTX A5 的穿透能力實驗，發現 A3 與薄膜的結合能力在生理濃度附近(0.11 M)比 A5 小，而 A3 的穿透能力較不受環境離子濃度影響；這樣的差異性主要是因為 A5 在板狀結構的第二個環上比 A3 多出帶正電的 Lys28與 Lys29。實驗也發現，帶大量負電的肝素會藉由靜電吸引力和心臟毒素結合，進而增強心臟毒素的穿透能力。由於肝素是細胞外基質的成分之一，這樣的實驗結果說明了細胞外的組成物質可以作為心臟毒素與細胞膜作用的誘導物，造成心臟毒素對不同細胞破壞程度的差異。心臟毒素會提高磷脂水解酵素活性的原因，一般認為是在於心臟毒素具有擾動細胞膜的功能。本實驗的第二部份進行磷脂水解酵素 A2與 POPC單分子薄膜作用的探討，提出心臟毒素影響磷脂水解酵素活性的另一個機制：心臟毒素插入細胞膜後，垂直細胞膜方向的電位變化改變了磷脂水解酵素在細胞膜附近的濃度，進而影響磷脂水解酵素與磷脂質的結合機率，導致水解活性的改變。此外，結構相似的 PLA2 ( N-PLA2 與 A-PLA2 )與單分子薄膜的結合能力也被發現有顯著的不同。肝素對 PLA2 酵素活性的抑制作用已被廣泛的報告。本實驗發現肝素反而會增強 N-PLA2 與薄膜的結合能力，原因在於 N-PLA2 帶正電胺基酸在結構上的特殊分佈，使得 N-PLA2 與肝素的結合區域和 N-PLA2 與磷脂質的結合區域不同，所以彼此之間的結合並不會產生競爭性。生物體內的調控機制是相當複雜的。分子與分子之間相互作用的變異性導致毒素作用在細胞時的多樣化。本實驗也說明了靜電效應在分子間交互作用的重要性。