电压门控钠通道在膜兴奋过程中扮演关键角色，对神经、肌肉等兴奋组织的动作电位产生与传导至关重要，其功能异常与多种疾病相关，如疼痛、癫痫以及心脏和肌肉麻痹综合征等，因而钠通道是神经毒素和药物的重要作用靶点。在钠通道上鉴定了多个神经毒素或药物的结合位点，这些位点主要分布于电压传感器及孔道附近的胞外区域，至今尚未发现有神经毒素或药物作用于钠通道胞内区域。

4月22日，湖南师范大学生命科学学院动物多肽药物创制国家地方联合工程实验室周熙、刘中华团队与浙江大学侯廷军团队合作在THE EMBO JOURNAL杂志在线发表了题为“Inherent fast inactivation particle of Nav channels as a new binding site for a neurotoxin”的工作。该研究发现了一个双结构域/双功能多肽毒素，揭示了钠通道胞内失活球是一个新的神经毒素结合位点，这是多肽毒素调控钠通道的新模式和新机制。

研究团队从红头蜈蚣毒液中首次鉴定出一个细胞内调控钠通道的多肽毒素rpTx1。深入的活性和机制研究表明，rpTx1有如下两个特点：（1）rpTx1具有双重功能，即穿透细胞膜进入细胞内，作用于钠通道抑制通道快失活。这与rpTx1的结构相关，预测的空间结构和实验证明其由两个功能结构域组成，N端是穿膜结构域，由一段富含正电荷的40余个氨基酸残基形成的α-螺旋发夹结构，8个带正电荷的赖氨酸突变成丙氨酸后，穿膜活性丧失；C端为含三对二硫键形成稳定的紧凑的ICK模体结构，是与钠通道结合的关键结构域。（2）丙氨酸扫描、表面等离子共振（SPR）等实验证实，rpTx1与钠通道胞内的“失活球”IFMT基序（位于细胞内第三结构域和第四结构域的连接片段上，在哺乳动物中高度保守，是钠通道快失活发生的决定性结构域）直接相互作用。

双突变循环分析显示，rpTx1的T66与Nav1.8的I1434和T1437构成特异性相互作用对。分子动力学模拟揭示，rpTx1优先结合失活球的未结合状态，稳定其构象，阻挡失活球与其受体位点的结合而抑制通道快失活。此外，该研究也发现Nav1.8的失活球与受体位点的结合亲和力较低，这使得rpTx1更易与受体位点竞争结合失活球，从而更有效地抑制Nav1.8的快速失活。

这些结果表明，rpTx1是一种新型的细胞内作用的双功能钠通道毒素，这与先前发现的钠通道神经毒素/药物具有完全不同的结构特征和作用模式，是多肽毒素调控钠通道的新模式和新机制。

综上，该研究取得了三个重要发现：（1）发现了一种多肽毒素调控钠通道的新模式，即通过作用钠通道胞内区域调控钠通道功能，打破多肽毒素仅能在胞外调控钠通道功能的传统观点；（2）发现了钠通道上一个新的神经毒素结合位点；（3）揭示了钠通道亚型Nav1.8具有较慢快失活特征这一关键科学问题的新机制，证实其失活球与受体位点的低亲和力结合是该现象的关键决定因素。该研究揭示了蜈蚣多肽毒素独特的结构与功能多样性，开启了多肽毒素胞内调控离子通道功能的新研究方向，深化钠通道结构与功能研究及药物研发，并将推动离子通道领域一个过去较少触及的研究方向——胞内结构域调控离子通道功能的作用和机制。

湖南师范大学周熙和浙江大学博士后陈海轶（现杭州师范大学教师）为本文共同第一作者，湖南师范大学周熙、刘中华教授和浙江大学侯廷军教授为本文共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金面上/青年基金、湖南省科技厅科技创新人才项目、芙蓉实验室科技攻关项目、湖南师大交叉学科经费等项目支持。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s44318-025-00438-9