黑寡妇蜘蛛的毒液中含有七种特定的蛛毒素，但只有一种——α-蛛毒素——以包括人类在内的脊椎动物为目标。明斯特大学的化学家们现在已经以接近原子的分辨率破译了 α-蛛毒素在膜插入前后的结构。
蛛毒素是黑寡妇蜘蛛(蛛属)毒液的主要毒性成分。
该毒液包括脊椎动物特有的 α-蛛毒素、五种杀虫毒素(分别称为 α、β、γ、δ 和 ε-蛛毒素)以及一种甲壳类动物特有的毒素。
明斯特大学研究员 Björn Klink 及其同事表示：“α-Latrotoxin 会干扰神经系统的信号传输。”
“一旦 α-蛛网膜毒素与突触(神经细胞之间或神经细胞与肌肉之间的接触点)的特定受体结合，钙离子就会不受控制地流入信号细胞的突触前膜。”
“这会诱导神经递质的释放，引发强烈的肌肉收缩和痉挛。”
“尽管这个过程看似简单，但其背后却有着非常复杂的机制。”
为了更好地了解钙内流进入突触前膜的机制，作者使用了高性能低温电子显微镜 (cryo-EM) 和分子动力学 (MD) 计算机模拟。
他们证明，当 α-蛛毒素与受体结合时，会发生显著的变化。
部分毒性分子形成茎状物，像注射器一样穿透细胞膜。
作为一个特殊特征，该柄在膜上形成一个小孔，起到钙通道的作用。
MD 模拟显示，钙离子可以通过位于孔径正上方的选择性门流入细胞。
明斯特大学研究员克里斯托斯·加佐吉安尼斯 (Christos Gatsogiannis) 说：“这种毒素以高度复杂的方式模仿突触前膜钙通道的功能。”
“因此，它在各个方面都与所有以前已知的毒素不同。”
“新发现开辟了广泛的潜在应用。”
“蛛毒素具有巨大的生物技术潜力，包括开发改良的解毒剂、治疗瘫痪的药物和新型生物杀虫剂。”
该研究发表在《自然通讯》杂志上。