Abstract
在細胞膜上及細胞間質中，蛋白多糖(proteoglycan)的含量相當多，其 組成亦隨其分佈的位置也有所不同，而蛋白多糖之糖類部分則稱為醣胺 基(GAGs, glycosaminoglycan)；醣胺基是一群長鏈且異質的帶負電多醣 類之總稱，由於此異質性及含高量負電荷的特性，使得醣胺基在生理條件 下會與許多不同蛋白質產生相當程度的結合，而這些結合也具有多樣性。 細胞膜上的醣胺基也有效的遮蔽了細胞膜與外界的直接接觸，因而它們可 調節外界物質接近細胞的過程。 心臟毒素(CTXs, cardiotoxin) 是眼鏡蛇蛇毒中主要的作用成份之一，基本上來，它們是由60-70個胺基 酸組成的，在結構上含有b-板狀蛋白的摺疊樣式(folding pattern)。心 臟毒素的主要作用模式是使心肌停止動作及使肌肉細胞去極化；由於也會 對許多不同種類的細胞產生不同程度的殺傷力，它們也被視為細胞毒素的 一種；也因此他們被認為是會干擾生物膜的整體性功能，但其在膜上的作 用目標仍未明。在對這議題尚未有定論的今天，膜上的磷脂質被認為是心 臟毒素的可能的作用目標，然而光是磷脂質本身，並不能解釋為何心臟毒 素會對不同的細胞具有不同程度的毒 在本論文中，將會提供證據 來說明蛋白多糖是心臟毒素的潛在可能作用目標，而且心臟毒素對不同蛋 白多糖的不同結合能力也解釋的心臟毒素作用的專一性：心臟毒素會與以 下的不同種類醣胺基以不同的結合強度結合－肝素(Hep, heparin)、硫酸 肝素(HS, heparin sulfate)、硫酸軟骨素(CS, chondroitin sulfate)以 及硫酸軟骨素B (DS, dermatan sulfate)。台灣眼鏡蛇蛇毒中的主要成分 －心臟毒素A3與肝素的結合會加速其穿透磷脂質單層膜的能力，這說明了 細胞表面上的類肝素之部分可能會是調節心臟毒素作用的部位。而且當同 時將心臟毒素、完整細胞及經處理而 分析來自三種蛇的十種同源 蛇毒與醣胺基的解離常數發現其數量級分佈達到四個數量級之多；利用這 些結果及這些蛇毒的胺基酸序列的比較分析得知在心臟毒素的第二個環之 頂端附近存在著與肝素有高結合能力的一致性胺基酸序列－XKKXXXKRX。 心臟毒素（尤其是噴毒型眼鏡蛇類(spitting cobra)的）對肝素所呈現出 的巨大變異性點明了特定的心臟毒素會與特定的醣胺基作用。而噴毒型眼 鏡蛇類的心臟毒素會與角膜中醣胺基的主要成分－CS與DS(半乳糖類醣胺 基，galactosaminoglycans)有很強的結合效應，但和肝素及HS(葡萄糖類 醣胺基，glucosaminoglycans)的結合能力就很弱。對噴毒型眼鏡蛇類之 一的埃及眼鏡蛇(Naja Nigricollis)蛇毒之主要成分－Tg(toxin gamma) 所做的實驗則指出：Tg與去除掉CS及DS之角膜組織的結合能力與僅去除掉 HS的角膜組織的結合能力相較之下是弱很多的；但非噴毒型眼鏡蛇類 在本論文中第一次揭示了細胞膜上含量豐富的醣胺基是心臟毒素的作用目 的物，並且說明了心臟毒素對Hep/HS及CS/DS來說是易於獲得的鹼性強結 合基；而心臟毒素之已確知的三環構造恰好提供了今後設計與肝素有高結 合能力的b-板狀結構蛋白時一個有展望的模組；更者，本論文也提出心臟 毒素是自然界的突變產物，同時也是研究蛋白質與糖類間相互作用這個生 物學上重要課題的有利工具。