毒素是動物界中十分常見的「武器」，很多動物依靠自己獨特的毒素來捕食或者對抗天敵。蛇毒、蠍毒、河豚毒素等等都具有致命的威力。冷兵器時代，這些毒素也自然被用來增強殺傷力，例如印第安人的吹箭筒，還有塗滿毒藥的匕首。
今天，我們來說說箭毒蛙，這是一種在生物圈毒素排行榜上靠前的毒素，威力驚人，僅僅幾毫克就能致人死地。
金色箭毒蛙（Poison dart frog）是不是很萌啊，從它皮膚上分泌的毒液能致人死命
箭毒蛙毒素BTX（batrachotoxin）是一種十分珍惜的藥材，在世界上的存量都很少，僅僅只有170毫克，與一克拉的鑽石的質量相當。箭毒蛙毒素能在金色箭毒蛙的表皮中提取，屬劇毒物質，僅僅1毫克就能另10到20個成年人喪命。
箭毒蛙擁有的這種獨特秘密武器也引起了不少藥學研究者的興趣，但是箭毒蛙畢竟還是危險的動物，收集起來十分困難。（有意思的是，野生的箭毒蛙還是比較受歡迎，因為它們只能在野外生活時才能製造箭毒蛙毒素，而家養的箭毒蛙就不行，雖然作為寵物它們很萌，但於研究並沒有太多意義。）
不過，學界還是傳來佳話，一個研究小組設計了一個合成箭毒蛙毒素的方法，連它的對映異構體（enantiomer）也一併得到了。對映異構體與其原分子的元素組成一樣，就是分子構型不一樣，但是就像照鏡子一樣，和原分子是對稱的。
看到這些你也許會說：「誰Care這些個鬼化學名詞啊，你們這些理科生真討厭。快給我看萌萌的蛙總！」小編表示，嗯，金色箭毒蛙的圖就在後面，不過化學課還是要上。
左圖就是強效神經毒素箭毒蛙毒素。右圖就是它的鏡像異構體。它們兩者有著相同的元素組成，但是它們的特性就相差了十萬八千裡
好吧，我們現在都有點激動，先把箭毒蛙擺在一邊，讓我們說回箭毒蛙毒素。為什麼箭毒蛙毒素的合成是很有意義的呢？因為箭毒蛙毒素是一種強效的神經毒素，它能打開細胞膜上鈉離子的通道。這些通道，處於正常工作時，能參與傳遞神經和肌肉組織的電信號。這也是我們走路、呼吸、血液循環還有日常生活的基本生物原理之一。
而當箭毒蛙毒素作用於這些鈉離子通道時，它們就將持續開著。最直觀的效果就是會引起肌肉抽筋。高中的生物課也提到過，心臟的大部分是由一種叫做「心肌」的肌肉組織構成。毫無疑問地，箭毒蛙毒素也能引起心肌功能紊亂，甚至使你的心跳停止。
大自然是最好的生物化學工程師。歷經很多兩棲動物的世代的進化，箭毒蛙毒素作用於鈉離子通道的效果已經接近完美了。事實上，它的作用比很多合成的化學物質都要有效。舉個慄子，局部麻醉藥就是典型應用。
接下來終於輪到本篇的主人公出場：馬特·洛幹。他在一家名為「Gilead Sciences」的生物製藥公司擔任研究科學家一職，是基於本次研究發表論文的第一作者。
他表示，類似箭毒蛙毒素的化學物質的合成有助於我們開發更加有效的局部麻醉藥。而且，與箭毒蛙毒素效果相關的「結合位置（Binding Site）」與局部麻醉藥分子的結合位置相類似，那麼對於這些結合位置的研究，也將有利於改善麻醉劑的功效以及對麻醉位置的選擇性。
其實，開發新式麻醉藥並不是本次研究的初衷，他們僅僅是想嘗試製造自然中存在的化學分子。顯然，這個發現是意外之喜，他們將箭毒蛙毒素及其對映異構體都合成出來了。這兩者結構呈鏡像對稱，箭毒蛙毒素好比是左手手套，其對映異構體那就是右手手套。
箭毒蛙毒素在物種經歷長時間進化之後，已經確定了具有高度選擇性的結合位置，那麼它的對映異構體將不能對那些離子通道產生作用。對此，洛幹先生還對我們說出了發現的不尋常之處：「我們對結果也覺得很驚訝。因為我們發現我們製造的箭毒蛙毒素的對映異構體並沒有存在於大自然中，而且它的作用卻和箭毒蛙毒素相類似，只不過產生效果的機理不一樣。這也是出乎我們意料之外的。」
具體而言，箭毒蛙毒素及其對映異構體都有對鈉離子通道的作用，不同的是箭毒蛙毒素的作用是不可逆的，而其對映異構體的作用是可逆的，並且其對映異構體可以打開鈉離子通道，也能使通道關閉。
那麼自然的，箭毒蛙毒素的對映異構體也許能幫助科學家對鈉離子通道的功能有更好的理解。聽起來，或許這並不令人激動，但是這些微觀生物結構的功能對生命是十分關鍵的。
另一方面，我們已經能合成箭毒蛙毒素了，箭毒蛙作為珍稀動物也變得更加安全。洛幹也對此說道：「能從實驗室裡面合成箭毒蛙毒素了，那我們也不必從這些小動物身上索取自然的饋贈了。」
編輯：楊一鳴
參考：arstechnica
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