我国是世界上有毒动物资源最丰富的国家之一，动物多肽毒素是自然界亿万年进化过程中产生的具有高活性高专一性的活性分子，具有重要学术研究价值和应用前景。本书主要内容基于我国在动物毒素领域设立的首个国家重大基础研究项目（973项目）"我国特有产毒动物多肽毒素的基础与应用基础研究"五年的研究成果，和本973研究团队近十年在动物毒素领域的代表性成果，系统介绍中国蛇，蝎，蜘蛛，两栖，昆虫，蜈蚣，芋螺等我国资源有毒动物的多肽毒素研究最前沿的研究成果。其中包括这些动物毒素的生物分子多样性的规模与形成机制，具有重要活性的动物多肽毒素的结构与功能，这些多肽毒素的作用靶点和作用机制，具有药用前景的多肽毒素的药理药效学等应用基础研究的成果以及相关动物多肽毒素的研究策略和技术方法。本书内容在一定意义上可诠释我国传统中医药利用动物毒治疗疾病的现代分子生物学机制。
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大约10年前，我曾提议我国研究生物毒素的同仁组织出版一本综合性学术专著，以反映当前我国生物毒素领域的研究水平和最新进展。近年来，我国在此领域已取得令人瞩目的科研成果，与国外的差距逐渐缩小，有些工作已达到国际先进水平，有的甚至处于领先地位。若有这样一本学术专著，将对我国今后生物毒素研究起到承前启后的推动作用。令人欣慰的是，由梁宋平教授、张云教授等所著的《中国动物多肽毒素》一书正是我所企盼的。
我国疆域辽阔，地形复杂，气候各异，有着极其丰富的有毒动物资源。这些有毒动物在亿万年的进化过程中为了自己的生存（防卫和捕食），形成了特有的毒腺器官，储存与分泌各种活性高、专一性强的多肽与蛋白质类生物活性物质，包括各种作用于细胞膜离子通道和受体的阻断剂或激动剂、各种酶类、激肽、抗菌肽、凝集素等具有不同生物活性的毒素分子。不同来源的毒素有不同的结构却具有相似的功能，或有相似的结构却具有完全不同的功能。此结构和功能的多样性使毒素成为不可取代的理想材料，可用于生化、生理、药理学的基础研究和创新药物的开发。我国与先进国家在科技上的竞争，多肽毒素是可以利用的极其宝贵而又难得的资源优势。我们极有可能从我国独特的物种中找到结构与功能全新的毒素，且具有重要的应用开发价值。
我国动物毒素的研究自20世纪80年代改革开放以来，经不懈努力已获得了一批有重要影响的科研成果，并建立了研究不同动物毒素的科研队伍。在蛇毒、蝎毒、蜘蛛毒、芋螺毒、蜈蚣毒及两栖类动物毒的研究领域中已取得了长足进步，有的已接近或达到当前国际先进水平，在国际同行中占有一席之地，具有冲击国际最高水平的潜力。机遇转瞬即逝，目前正是我国科研发展的最佳时期。值得庆幸的是，在国内生命科学学术界的呼吁和推动下，在国内研究生物毒素同仁的共同努力下，“我国特有产毒动物多肽毒素的基础与应用基础研究”项目被列入973计划，并于2010年获得批准实施。该项目的首席科学家为梁宋平教授，承担单位有中国科学院昆明动物研究所、中国军事医学科学院、湖南师范大学、同济大学、武汉大学、上海交通大学、上海大学。经过5年多的团结协作和辛勤工作，出色完成了该项目的原定计划目标，获得了一批国际上有影响力的研究成果，使我国的生物毒素研究上了一个新的台阶，获得973计划项目评审委员会的好评。
目录
序一
序二
第1 章 导论：动物多肽毒素的特征与科学问题 1
1.1 动物多肽毒素的概念与特征 1
1.1.1 动物多肽毒素惊人的分子多样性 3
1.1.2 动物多肽毒素的强活性和高专一性 4
1.2 动物多肽毒素研究的科学意义与应用价值 5
1.2.1 揭示有毒动物毒性的分子机制并为中毒救治提供指导 6
1.2.2 动物多肽毒素是解析膜通道及受体结构与功能的有力分子探针 7
1.2.3 动物多肽毒素是探究重要生理与病理机制的分子工具 9
1.2.4 动物多肽毒素是创新药物的宝贵资源 10
1.2.5 动物多肽毒素用于害虫防治 13
1.3 当前动物多肽毒素研究的主要科学问题及研究课题 15
1.3.1 发现具有新型生物学活性的动物多肽毒素 15
1.3.2 多肽毒素基因的起源和进化及分子多样性机制研究 16
1.3.3 重要多肽毒素与膜通道和受体及其他靶蛋白质的相互作用机制研究 16
1.3.4 在动物毒素资源中寻找药物先导分子 16
1.3.5 在动物毒素资源中寻找杀虫剂先导分子 19
1.3.6 有毒动物基因组和转录组及多肽与蛋白质毒素组学研究 20
1.3.7 动物多肽毒素的生物信息学 20
1.3.8 多肽毒素与生理性毒素样蛋白多肽（TLP）的交叉研究 21
1.3.9 多肽毒素与其他生物学问题的交叉研究 21
1.4 动物多肽毒素研究国家重点基础研究发展计划 （973 计划）项目简介 22
1.5 结语 23
参考文献 24
第2 章 我们为什么研究动物多肽毒素——毒素与生存竞争和人类疾病 31
2.1 前言 31
2.1.1 毒素是自然界生存竞争的产物 31
2.1.2 动物关键生理因子的分子生物多样性 31
2.1.3 共进化导致动物毒素巨大的分子生物多样性 32
2.1.4 进化造就动物毒素与人类的密切联系 32
2.1.5 动物毒素是重要的战略生物资源 33
2.2 动物毒素的生物学 33
2.2.1 毒液系统（毒器）是产毒动物的特殊复杂性状 33
2.2.2 毒液系统的生物学功能 37
2.2.3 动物毒液中的毒素 39
2.2.4 中国的产毒动物 47
2.3 毒素与人类疾病：从敌人到朋友 50
2.3.1 动物毒素中毒是严重的公共健康危害 50
2.3.2 动物毒素中毒的毒理学 51
2.3.3 毒素在解析人类生理病理中的贡献 52
2.3.4 毒素研究指导生理性毒素样蛋白多肽（TLP）的研究 58
2.3.5 产毒动物是重要的药用动物 60
2.3.6 现代临床药物创制 62
2.4 毒液系统和免疫系统的相似性 63
2.4.1 毒素和免疫效应因子具有类似的起源和进化模式 64
2.4.2 毒素和免疫效应分子共用同源的蛋白质构件 65
2.4.3 毒液和免疫中的孔道形成蛋白多肽（PFP） 65
2.4.4 毒液和免疫中的aerolysin 类型孔道形成蛋白 66
2.5 未来的方向和挑战 75
2.5.1 毒素用以回答基本生物学问题 75
2.5.2 毒素用于与人类疾病斗争 78
2.6 结语 84
参考文献 85
第3 章 中国蜘蛛多肽毒素 92
3.1 蜘蛛生物学简述及我国代表性毒蜘蛛物种介绍 92
3.1.1 蜘蛛的系统发育 92
3.1.2 蜘蛛的外形及毒器结构简介 94
3.1.3 蜘蛛毒液的采集 97
3.1.4 蜘蛛毒液的理化性质与组成 99
3.1.5 中国代表性毒蜘蛛简介 105
3.2 中国蜘蛛多肽毒素的分子多样性 112
3.2.1 虎纹捕鸟蛛毒素组学研究 113
3.2.2 海南捕鸟蛛毒素组学研究 117
3.2.3 大腹园蛛毒素组学研究 119
3.2.4 蜘蛛多肽毒素分子多样性的机制 120
3.3 重要蜘蛛多肽毒素的结构与功能 121
3.3.1 作用于钠离子通道的蜘蛛多肽毒素 123
3.3.2 作用于钙离子通道的蜘蛛多肽毒素 154
3.3.3 作用于钾离子通道的蜘蛛多肽毒素 163
3.3.4 虎纹捕鸟蛛毒素-II（Huwentoxin-II，HWTX-II） 166
3.3.5 胰蛋白酶抑制剂：虎纹捕鸟蛛毒素-XI（Huwentoxin-XI，HWTX-XI） 171
3.3.6 虎纹捕鸟蛛凝集素-I（S．huwena lectin-I，SHL-I） 177
3.3.7 细胞毒活性肽lycosin-I 179
3.4 药用前景多肽毒素的应用基础研究 184
3.5 结语 187
参考文献 188
第4 章 中国两栖动物多肽毒素 200
4.1 两栖动物物种背景介绍 205
4.1.1 两栖动物具有特殊的进化地位 205
4.1.2 两栖动物的生理特征 207
4.1.3 中国两栖动物研究现状 213
4.2 两栖动物蛋白多肽的分子多样性 214
4.2.1 两栖动物皮肤是生物活性物质的天然宝库 215
4.2.2 两栖动物皮肤分泌的小分子非蛋白多肽类组分 217
4.2.3 两栖动物皮肤分泌的多肽 218
4.2.4 两栖动物皮肤分泌的蛋白质 227
4.3 重要两栖类天然活性分子结构功能研究 228
4.3.1 大蹼铃蟾三叶因子的药理学作用研究 229
4.3.2 大蹼铃蟾三叶因子为揭示哺乳动物生理病理的贡献 236
4.3.3 大蹼铃蟾孔道形成毒素类似蛋白ALP 及其毒理学研究 240
4.3.4 大蹼铃蟾孔道形成毒素类似蛋白的生理作用研究 250
4.3.5 这些研究给我们的启示和未来的方向 254
4.4 药用前景两栖类多肽毒素应用基础研究 254
4.4.1 抗菌肽 255
4.4.2 抗氧化肽 261
4.4.3 其他肽类 262
4.4.4 未来的方向 264
参考文献 265
第5 章 中国蛇类多肽毒素 277
5.1 我国常见有毒蛇类简介 277
5.1.1 我国的剧毒蛇类 277
viii 中国动物多肽毒素
5.1.2 后沟牙有毒蛇和常见无毒蛇 282
5.2 蛇类物种背景 283
5.2.1 蛇类分类简介 283
5.2.2 我国古代对蛇类的认识和贡献 285
5.3 蛇类多肽毒素功能及分子多样性 286
5.3.1 蛇类蛋白质肽类活性物质简介 286
5.3.2 蛇毒活性成分分类介绍 286
5.4 蛇毒研究展望 320
参考文献 323
第6 章 中国胡蜂多肽毒素 329
6.1 胡蜂简介 329
6.1.1 种类和分布 329
6.1.2 生长发育 329
6.1.3 外观特征 330
6.1.4 巢穴 331
6.1.5 生活习性 331
6.1.6 蜇针和毒素 332
6.2 胡蜂肽类活性物质 332
6.2.1 肥大细胞脱粒肽 333
6.2.2 缓激肽 336
6.2.3 金环胡蜂抗菌肽 339
6.2.4 金环胡蜂趋化肽 340
6.3 酶类活性物质和过敏原 342
6.3.1 磷脂酶 342
6.3.2 丝氨酸蛋白酶 344
6.3.3 过敏原 347
参考文献 351
第7 章 中国蜈蚣多肽毒素 354
7.1 蜈蚣简介 354
7.1.1 蜈蚣的分类和分布 354
7.1.2 蜈蚣的外形特征 355
7.1.3 蜈蚣的机体构造 356
7.1.4 生活习性 358
7.2 蜈蚣毒素概述 359
7.2.1 蜈蚣毒素化学成分分析 359
7.2.2 蜈蚣毒素功能 362
7.3 中国少棘蜈蚣毒液多肽组和转录组 363
7.3.1 少棘蜈蚣毒液多肽组学研究 363
7.3.2 中国少棘蜈蚣多肽转录组和LC-MS/MS 研究 370
7.4 少棘蜈蚣活性多肽结构与功能研究 376
7.4.1 少棘蜈蚣钠离子通道1.7 抑制剂?-SLPTX-Ssm6a 研究 376
参考文献 382
第8 章 中国芋螺多肽毒素 385
8.1 中国芋螺物种背景 385
8.2 芋螺毒素分子多样性 390
8.2.1 芋螺毒素分子多样性概述 390
8.2.2 A-conotoxin 391
8.2.3 Q-conotoxin 395
8.2.4 K-conotoxin 401
8.2.5 conomarphin-8 406
8.2.6 O2-conotoxin 407
8.2.7 芋螺毒素多样性分子机制 410
8.3 重要芋螺多肽毒素结构功能研究 419
8.3.1 BK 通道特异性毒素Vt3.1 419
8.3.2 ?D-芋螺毒素的结构与功能研究 428
8.3.3 登革热病毒蛋白酶抑制剂 433
8.4 药用前景——芋螺多肽毒素应用基础研究 440
8.4.1 新型T-家族芋螺毒素TxVC 作用于乙酰胆碱受体 440
8.4.2 新型?-芋螺毒素Mr1.7 的作用靶点鉴定及结构性能关系研究 444
8.4.3 一个新的4/6 型?-芋螺多肽Vi1.6 作用于nAChR ?3?2 受体 447
8.4.4 钙离子诱导含有?-羧基谷氨酸（Gla）多肽形成双螺旋结构 448
8.4.5 conantokin-T［M8Q］抑制吗啡耐受 450
8.4.6 MVIIA 毒性来源分析 452
8.4.7 4 种中国南海芋螺毒素的多样性及进化特点 455
参考文献 457
第9 章 中国蝎多肽毒素的分子多样性及结构与功能研究进展 463
9.1 中国蝎子的种类 464
9.2 中国蝎的多肽毒素 466
9.3 东亚钳蝎多肽毒素的分子多样性 469
9.4 东亚钳蝎多肽毒素的结构与功能 470
9.4.1 离子通道毒素 470
9.4.2 抗菌肽 479
9.4.3 抗肿瘤多肽 479
9.5 蝎多肽毒素的研究展望 479
参考文献 480
第10 章 动物（多肽）毒素数据库（ATDB） 486
10.1 数据收集 487
10.2 数据库结构 487
10.3 ATDB 2.0 注释系统 488
10.4 网站结构 489
10.5 信息查询和分析 490
参考文献 491
作者简介 494
后记 498
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