在過去的20多年里，人們對蛇毒蛋白結構進行了大量的研究，積累了豐富的資料，從 現有的資料對各種蛋白質從結構上進行分類，從而推測蛋白質在進化中的關系。目前主要 是根據化學結構和藥理學特性對蛇毒中的毒素進行分類，根據結構不同并可以把它們分 成4類。

突觸后神經毒素:其中包括長鏈和短鏈神經毒素。

膜毒素:其中包括心臟毒素、細胞毒素、直接溶血因子、白唇曼巴蛇型毒素和黑唇 眼鏡蛇型毒素。后兩類毒素是分別從白唇曼巴蛇和黑唇眼鏡蛇蛇毒中分離出的小分子量毒素，與心臟毒素在分子結構上相似，但免疫特性不同。

具有磷脂酶A2結構的毒素。

(1)其他毒素:如響尾蛇胺等。

對蛇毒毒素進化關系的研究經歷了曲折的過程，產生了許多有爭議的理論和觀點，有 些爭議至今還沒有解決。這一方面是因為從蛋白質結構資料確定它們之間的進化關系有 多種方法，這些方法都有其優缺點，方法不同得出的結論也不完全一樣;另一方面,更主要 的是因為目前有關毒素蛋白質一級結構和高級結構的資料還不十分多，這樣使某些方法 在統計學方面缺乏堅實的基礎。

蛇毒中的毒素比較復雜，而且與其他動物毒素在結構上相差較大。一般認為蛇毒中的 毒素和其他動物毒素之間沒有多少相關性，很可能是由蛇自身體內的某種蛋白質前體進 化而來。一種可能的前體就是蛇體內的磷脂酶A2，比較黑唇眼鏡蛇蛇 毒中的PLA2和該毒中的心臟毒素V-2(如圖3-15-8)的氨基酸順序，發現有許多相似的

區域。例如58?118這一區域有2種分子就十分相似，在PLA2中，3位、15位、22位、43 位和 60 位中的半胱氨酸、Tyr12和 Tyr52、Ala4。一Alau、Leu7、Gly18、Gly25、Lys2f^Arg53|5 與心臟毒素分子中相應位置上的氨基酸殘基相同。從圖3-15-8還可以看出，a-Bungaro- toxin、NoteXin和另一種心臟毒素和PLA2在結構上也十分相似。目前普遍認為蛇毒中的 毒素在結構上與PLA2同源性較大。比較蛋白質同源性所得出的主要結論是心臟毒素與 PLA2的進化關系最近，所以有人提出心臟毒素由PLA2進化而來，而心臟毒素又是其他 毒素的祖先。至于PLA2是如何進化成心臟毒素的，有一種說法可以考慮：

古老的眼鏡蛇毒中PLA2以二聚體形式存在，而且對紅細胞有直接溶血作用，這種溶 血作用很可能是通過二聚體中的一個亞單位的作用進行的。在進化進程中，這個亞單位的 肽鏈從氨基端逐步縮短，但仍然具有與PLA2聚合的作用，這可能就是心臟毒素的前體， 以后進一步進化成心臟毒素。有利于這種學說的一個證據是，心臟毒素的作用可以被 PLA2加強；另一個證據是,不論是心臟毒素還是PLA2，都可以以二聚體的形式存在。

蛇毒毒素另一個可能的祖先是牛核糖核酸酶。牛核糖核酸酶的結構與眼鏡蛇毒素 (Cobrotoxin)有較小的同源性。從響尾蛇恐怖亞種蛇毒中分離出的響尾

蛇胺與牛核糖核酸酶的同源性較大。如圖3-15-9所示，在55?95這個區域中，響尾蛇胺 有4個半胱氨酸(分子中共有6個半胱氨酸），牛核糖核酸酶也有4個半胱氨酸(分子中共 有5個半胱氨酸），這個區域二種蛋白質的氨基酸順序十分相似。在30位附近，兩種蛋白 質都有相似的順序Asp-Cys-Arg。

初看起來，響尾蛇胺和眼鏡蛇毒素沒有什么同源性，但牛核糖核酸酶與眼鏡蛇毒素 (Cobratoxin)有某種同源性，后者又和PLA2有同源性，因此以Cobratoxin為中間分子, 牛核糖核酸酶、PLA2和蛇毒毒素三者的結構產生了聯系，如圖3-15-10所示。從圖中可以 看出，丁71>19-0782。、八8卩33-八^34-€7835、07864、€7871和0乂883這些殘基在卩1^2、牛核糖核酸 酶和毒素分子中都是比較保守的。  

綜合各種主要論點，Strydom等(1979)制出了核糖核酸酶PLA2和各種蛇毒毒素之 間的進化關系圖。

從圖3-15-11中可以看出，蛇毒毒素起源于共同的祖先蛋白，這種祖先蛋白被稱為祖 先磷脂酶-核糖核酸酶，這種蛋白也是現代PLA2和核糖核酸酶的祖先蛋白。祖先蛋白在 進化過程中分為兩支，一支分化為溝牙類毒蛇毒素的前體，另一類分化為管牙類毒蛇毒素核糖核酸酶、PLA2和蛇毒毒素之間的進化關系 的前體，按核糖核酸酶路線進化至少分化產生了現代RN酶和響尾蛇胺，按PLA2路線進 化，先分化為PLA2和毒素。與眼鏡蛇毒PLA2相比和£/份類蛇毒PLA2與其 他毒素的親緣關系較遠，這兩類蛇毒PLA2幾乎從溝牙類毒蛇蛇毒PLA2這一祖先獨立 進化而來。從圖3-15-11中可見，眼鏡蛇毒PLA2與毒素，特別是心臟毒素具有共同的祖 先，這一祖先通過縮短肽鏈長度而演變為心臟毒素，心臟毒素或其他祖先通過獲得神經毒 性分化而變成神經毒素。由無神經毒性的毒素演化成神經毒素的過程不十分清楚，但估計 與獲得Trp以及活性中心的Arg-Gly有關，也與通過置換獲得幾個堿性氨基酸有關。一 般認為長鏈神經毒素首先從心臟毒素中分化出來，進一步短鏈神經毒素和 型毒素從長鏈神經毒素中演化出來，短鏈神經毒素又進一步演化成型毒素。

對毒素分化的關系問題還存在著一些爭議，主要表現在以下幾個方面：

和型毒素可能由短鏈神經毒素演化而來,也可能和短鏈神經毒素沒有 關系，二者從各自的祖先蛋白獨立進化而來，但后一種情況存在的可能性較小。

型毒素的進化位置也有爭議。主要表現在這種毒素的第1和第2個 半胱氨酸之間氨基酸數目與短鏈神經毒素相應的位置氨基酸數目相等，很難想象兩個互 不相干的進化過程會有如此相似的偶合，它們之間的關系可能比圖3-15-11中表示的關 系還要近些。

(3)溝牙類毒蛇蛇毒PLA2與管牙類毒蛇蛇毒PLA2的分支點不清楚。及to與 hr0d0n類蛇毒PLA2的順序與心臟毒素的順序相差較大，而眼鏡蛇毒PLA2與心臟毒素 順序相差較小。管牙類毒蛇蛇毒的PLA2相對來說沒有什么毒性，但圓斑蝰0^'和ra rw- ^脫)蛇毒PLA2有很強的毒性，與黑頸眼鏡蛇(從蛇毒PLA2毒性相當。其他 毒性較強的蛇毒PLA2有管牙類毒蛇類蛇毒PLA2W及從響尾蛇恐怖亞種

蛇毒中分離出來的PLA2。現代觀點認為，在眼鏡蛇毒和海蛇毒中心臟毒素還沒有從 PLA2演化出來之前，蝰蛇和響尾蛇就與眼鏡蛇和海蛇分開，如果管牙類蛇毒具有高毒性 PLA2的順序與眼鏡蛇毒PLA2相似，那么這種觀點就要改變。按照現代觀點可以預計管 牙類蛇毒毒性PLA2的活性中心與眼鏡蛇毒毒性PLA2不同，甚至毒理作用也可能不同，毒性PLA2是PLA2向突觸前神經毒過渡的中間態。