Яды заднезубых змей. Мифы и реальность.

Ядовитые змеи и их яды вселяют в людей как страх, так и увлечение, особенно вдохновляя ученых на протяжении многих лет в качестве непревзойденных примеров трофической адаптации. (прим. троф. адаптация — исторически сложившийся комплекс особенностей морфологии и поведения представителей конкретного таксона, обеспечивающих успешное обнаружение, захват и проглатывание кормовых объектов). 

Существует более 3700 известных видов змей (Uetz et al., 2018); однако известно, что менее 20% имеют яды, которые приводят к медицински значимым для человека последствиям (Uetz et al., 2018; toxinology.com). Укусы ядовитых змей, которые представляют медицинский интерес, в основном исходят от змей с настоящим ядовитым аппаратом из семейств Viperidae и Elapidae, но как выясняется сейчас, большое количество змей из различных других семейств, ранее классифицированных как одиночное семейство Colubridae, были так же идентифицированы как ядопродуцирующие (обзор в Mube. Saviola et al., 2014; Junqueira-de-Azevedo et al., 2016). 

Змеи с настоящим ядовитым аппаратом (далее по тексту Front-fanged snakes (FFS)) встречаются в трёх семействах, в то время как заднезубые виды (далее по тексту Rear-fanged snake (RFS)) филогенетически разнообразны и в настоящее время отнесены как минимум к трём (а иногда и пяти) отличительным семействам: Colubridae, Homalopsidae и Lamprophiidae (Vonket al., 2008; Pyron et al., 2013). 

FFS змеи имеют трубчатые клыки, расположенные в аппарате спереди. Весь этот комплекс так же включает в себя инкапсулированный резервуар с компрессорными железами (Viperidae) или аддукторными (externus superficialis у Elapidae) мышцами, находящимися непосредственно в капсуле железы (Kochva, 1962).

Заднезубые (RFS) змеи демонстрируют аппарат с ядом, который является морфологически вариабельным (Taub, 1967), но обычно он не имеет резервуара для хранения яда или прикрепляющих мышц. Железа, продуцирующая яд RFS, упоминается как железа Дювернуа. 

Это название характеризует её отличительную природу: секреторно-эпителиальная структура, способ секреции/хранения, механика доставки яда и т.д., однако, мы признаём явную эмбриональную, эволюционную и биохимическую гомологию с ядовитыми железами FFS. 

Змеи, как правило, имеют многочисленные оральные железы (Kardong, 2002), но железа Дювернуа, которая является серосекреторной, гистологически отличается от близко прилегающей апралябиальной железы, которая по сути является слизистой оболочкой. Медиальный проток ядовитой железы проводит выделенный яд к одному или нескольким, часто увеличенным, задним верхнечелюстным зубам, и они могут быть лопастными, желобчатыми и/или не желобчатыми.

Из-за отсутствия резервуара для хранения и мускулатуры выход яда от RFS меньше по сравнению с FFS, и трудно получить большие количества для характеристики белка. Однако, выход яда был улучшен благодаря использованию кетамина и пилокарпина для седации змей и индукции секреции желез (Rosenberg, 1992; Хилл и Макесси, 1997).

Недооценённый ранее яд RFS Dispholidus (бумсланг) привел к смерти выдающегося герпетолога Карла П. Шмидта в конце 1950-х годов (Pope,1958; Pla et al., 2017b). Хотя подавляющее большинство RFS не способны доставлять летальные количества токсинов, чтобы привести к системным отравлениям у людей (Weinstein et al., 2013), по меньшей мере, три вида (D. tupys, Thelotornis capensis и Rhabdophis tigrinus) имеют на своём счету человеческие смерти. 

Укусы ещё двух видов (Philodryas olfersii и Tachymenis peruviana) так же приводили к серьезным отравлениям. (Kuch and Mebs, 2002; Макесси, 2002;Prado-Franceschi и Хайслоп, 2002; Вайнштейн и др., 2011). 

От бумслангов и тигровых ужей вообще (вот так сюрприз!!) производятся специфические противоядия и являются важной частью терапии при укусах. В последнее время учёных всё больше интересуют все эти странные яды всех этих странных змей и в оригинале статьи рекомендуем всем желающим ознакомиться с методами, которые применяются для исследований, что бы не грузить этим текст.

В целом, авторы статьи воодушевлённо сообщают нам, что изучение ядов заднезубых змей приоткрывает завесу тайны над эволюцией змей и их ядов, делая эти яды идеальными моделями для изучения трофических адаптаций.

Известные протеины также филогенетически разнообразны, как и ядовитые змеи. Есть некоторые белки яда, обычно наблюдаемые в ядах всех змей. К ним относятся трёхпетельные/трёхпальцевые токсины (three-finger (3FTxs)), металлопротеиназы (SVMP), лектины C-типа (CTL), богатые цистеином секреторные белки (CRiSPs) (Mackessy, 2010b;Junqueira-de-Azevedo et al., 2016). Фосфолипазы A2s (PLA2) повсеместно распространены в ядах FFS (Mackessy, 2010b), но были обнаружены в изобилии только у нескольких видов RFS (Hill andMackessy, 2000; Huang and Mackessy, 2004). Интересно, что яды RFS могут иметь либо элапидоподобную нейротоксическую, либо гадюковидную ферментативную композицию (McGivergy al., 2014).

 Трёхпетельные токсины 

(3FTxs, three-finger toxins)

Three-finger токсины не являются ферментативными, мелкие протеины состоят из 60-85 аминокислотных остатков и встречаются в виде мономеров, что наиболее часто встречается, или в виде димеров (Kiniand Doley, 2010). 

Элапидные яды являются наиболее известными источниками трёхпетелек (Fry et al., 2003b), но они были задокументированы и в ядах многих видов RFS (Fry et al., 2003a, 2008; Pawlaket al., 2006, 2009; Хейборн и Макесси, 2013; Junqueira-de-Azevedo et al., 2016) и могут составлять большие порции этих ядов, до 84-92% от общего состава. 

Заднезубые рода змей, имеющие изобилие белков в диапазоне молекулярной массы 3FTxs включают в себя Boiga, Spilotes, Trimorphodon, Oxybelis, Leioheterodon, Psammophis, Rhampiophis и Thelotornis. 

Из упомянутых змей 3FTxs были секвенированы и функционально охарактеризованы из ядов Boiga dendrophila (Lumsden et al., 2005; Pawlak et al., 2006), Boiga irigularis (Pawlak et al., 2009), Oxybelis fulgidus (Heyborne and Mackessy, 2013) и Spilotes sulfureus (Modahl et al., 2018b). 

3FTx так же были найдены в ядовитых железах Boiga cynodon, Boiga nigriceps, Trimorphodon biscutatus, Ahaetulla prasina, Leioheterodon madagascariensis, Thrasops jacksonii и Psammophis mossambicus. Последовательности и структуры 3FTxs полученные от RFS, имеют удлиненный N-концевой сегмент и тенденцию быть больше по размеру, чем наблюдается у ядов FFS (Lumsdenet al., 2007; Pawlak et al., 2009; Heyborne and Mackessy, 2013;Modahl et al., 2018b). 

Несколько 3FTxs из ядов RFS — хорошо охарактеризованные белки с таксон-специфической токсичностью, демонстрирующие преимущественное связывание с рецепторами ящериц и/или птиц (nAChRS), что находится в прямой связи с диетой некоторых змей (Pawlak et al., 2006, 2009). Некоторые из этих 3FTxs блокированы N-концевыми остатками пироглутаминовой кислоты (Broaders et al., 1999; Fry et al., 2003a; Pawlak et al., 2006; Хейборн и Макесси, 2013). Эта пироглутаминовая блокировка делает эти белки трудно поддающимися исследованию при помощи метода Эдмана [(англ. Edman degradation) — один из ранних методов определения первичной последовательности (секвенирования) пептидов. Разработан в 1950—1956 годах шведским биохимиком Пэром Виктором Эдманом]. 

Тем не менее, удалось выяснить, что 3FTxs заднезубых змей демонстрируют низкую идентичность аминокислотных последовательностей с 3FTxs из элапидных ядов (обычно < 50%), и все 3FTxs заднезубых являются частью "нетрадиционного" токсина, характеризующегося дополнительной пятой дисульфидной связью в первой петле (Nirthanan et al., 2003).

Этот тип трёхпетелек также встречается в элапидных ядах, где он изначально обнаруживался в ядах кобр (Naja) (Carlsson, 1975; Utkin et al., 2001), но он являются единственным типом 3FTx, присутствующим в ядах заднезубых. Это говорит о том, что нетрадиционный цистеиновый рисунок может быть более основополагающим для 3FTxs, и дает представление об эволюции трёхпетельных токсинов в целом (см. Fry et al., 2003b). Невероятное разнообразие 3FTxs заднезубых с низким сродством к элапидным 3FTxs в сочетании с селективностью связывания, проявляемой некоторыми из этих токсинов, предоставляет базу данных белков для изучения того, как белки яда нацелены на определённую добычу (таксонспецифичность), что будет обсуждаться в других разделах настоящей статьи.

Металлопротеиназы 

(SVMP — snakes venom metalloproteinases)

Металлопротеиназы встречаются прежде всего в ядах гадюк (Mackessy, 2010b), и сходны с 3FTxs, являются большим мультигенным семейством, демонстрируя достаточно широкое разнообразие активностей. Эти замечательные ферменты могут наградить жертву кровоизлияниями, коагулопатиями (нарушение свёртываемости крови), фибринолизом, апоптозом и активацией фактора X и протромбина (Takeya et al., 1993). 

Многие SVMP функционируют как энзимы, разрушающие компоненты мембран эндотелиальных клеток или являются таргетпротеинами, участвующими в коагуляции. В некоторых ядах RFS наиболее распространенными токсинами являются именно металлопротеаиназы, составляющие аж 62-70% от общего состава яда (Modahlet al., 2018a). 

Яды с преобладанием SVMP присущи Ahaetulla prasina, Borikenophis portoricensis, Dispholidus typus, Hydrodynastes gigas, Hypsiglena torquata, Phalotris mertenzi, Pseudoboa neuwiedii, Thamnodynastes strigatus, Thamnophis sirtalis.

Сильные SVMP наблюдаются в ядах змей из рода Philodryas, именно об этих змеях обычно сообщалось в контексте кровоизлияний, мионекрозов и отеков мягких тканей. (Peichotoet al., 2005; Nery et al., 2014; Sánchez et al., 2014; Oliveiraet al., 2017).

Весьма занимательный факт: активность протеиназы ядов филодриасов выше активности оной у ботропсов! Конкретно сранивали с джарараками. (Sánchez et al., 2014, Carreiro da Costa et al., 2008). 

Ферментативная активность металлопротеиназ в ядах заднезубых змей может быть намного более впечатляющей, чем у некоторых видов змей с настоящим ядовитым аппаратом. Так же было отмечено, что сыворотки против отравления ядами ботропсов могут перекрестно работать и против укусов филодриасов, устраняя некоторые негативные клинические проявления работы тех же протеиназ как минимум. (Rocha et al., 2006).

Богатые цистеином секреторные белки 

(Cysteine-rich secretory proteins — CRiSPs) 

Богатые цистеином секреторные белки распространены во многих ядах рептилий (Mackessy, 2002; Sunagar et al., 2012), но в настоящее время очень мало известно об их точных биологических мишенях. Все эти неферментные белки имеют структуру, состоящую из 16 остатков цистеина, образуя восемь дисульфидных связей. Также CRiSP не обладают протеолитической, геморрагической и коагулянтной активностью. 

CRiSP встречаются в широком диапазоне RFS-ядов (Hill andMackessy, 2000; Peichoto et al., 2012), и, вероятно, присутствуют на уровне транскрипта для всех видов (Junqueira-de-Azevedo et al., 2016). Очень мало CRiSP были очищены и охарактеризованы из ядов заднезубых, но образец такого белка, который получили и очистили из яда Philodryas, продемонстрировал некротическую активность по отношению к мышцам желудочно-кишечного тракта мыши при внутримышечной инъекции в дозах 43 мкг и более (Peichoto et al., 2009). 

Было высказано предположение, что образец потенциально связывается с ионными каналами. Изолят совершенно не имел эффекта на агрегацию тромбоцитов человека и демонстрировал отсутствие протеолитической активности по отношению к азоказеину или фибриногену. Также было обнаружено, что тигрин, CRiSP, выделенный из яда RFS - R. tigrinus tigrinus не обладает никакими нейротоксическими свойствами (Yamazaki et al., 2002). 

Биологическая роль этих загадочных белков пока не выяснена, но учитывая их количество, она наверняка есть, и вполне вероятно, что криспы имеют вспомогательную для других токсинов функцию, как среда, катализирующая активность прочих компонентов ядов.

Другие белки, которые были обнаружены в протеоме яда RFS, включают серинпротеиназы, фосфолипазы A2s (тип IA), ацетилхолинэстеразы и лектины С-типа. 

Сериновые протеиназы доминируют у многих гадюк и ответственны как за повышение, так и за понижение свертываемости крови, за счёт активации факторов коагуляции или прямого действия на фибриноген (Braud и др., 2000). В ядах RFS сериновые протеиназы были выделены из ядов P. olfersii, P. patagoniensis и P. mertensi, но в целом эти ферменты, по-видимому, являются редкостью для этой группы змей. 

Фосфолипазы A2s (типа IA) также необычны в ядах RFS, но например у Trimorphodon biscutatus PLA2 была выделена и очищена (Hill и Mackessy, 2000; Huang and Mackessy, 2004). Яды змей с настоящим ядовитым аппаратом обычно содержат много разнообразных изоформ PLA2, и это большое надсемейство имеет широкий спектр фармакологических эффектов, включая нейротоксичность, миотоксичность, кардиотоксичность, антикоагулянтную, гемолитическую и гипотензивную активность включительно (Kini, 2003). 

PLA2 из RFS, по-видимому, более сходны с PLA2 последовательностями из элапидных ядов (Huang и Mackessy,2004; Fry et al., 2008), и, возможно, служат для пищеварения или обездвиживания добычи, поскольку их количество так же невелико. 

Ацетилхолинэстераза является еще одним ферментом, который был обнаружен у некоторых заднезубых змей: Boiga (Broaders and Ryan, 1997; Hill and Mackessy, 2000) и Leptophis ahaetulla marginatus (Sánchez et al., 2018), но её тоже очень мало и биологическая роль в составе этих ядов не ясна до конца. 

Лектины С-типа (CTL) в действительности являются повсеместными компонентами ядов заднезубых и не только змей, считающиеся более распространёнными в ядах гадюковых, нежели аспидовых. У змей с настоящим ядовитым аппаратом лектины изменчивы от вида к виду, и CTL из RFS - Cerberus rynchops был идентичен последовательности CTL из яда Bungarus multicinctus на 79% (OmPraba et al., 2010), такие вот дела. Филодриасы отличились и тут: у них тоже высокая идентичность последовательности по отношению к элапидным сородичам.

Новые белковые семейства

В ядах заднезубых змей были идентифицированы новые белковые семейства, которые могут составлять от 26% до 50% от общего количества яда. Эти недавно признанные белки не являются незначительными, однако гомологи токсинов экспрессируются и в других тканях, не ограничиваясь самой железой (Hargreaves et al., 2014; Junqueira-de-Azevedoet al., 2015; Reyes-Velasco et al., 2015), на данном этапе важно дифференцировать одно от другого. Было высказано предположение, что рибонуклеазы, липокалин, фосфолипаза A2 (тип IIE) и белки внешнего слоя вителлиновой мембраны являются новыми токсинами у заднезубых змей (Fryet al., 2012b), но в этих предположениях ещё предстоит утвердиться и функционально охарактеризовать сами компоненты, поэтому ниже будут обсуждаться только новые семейства белков с подтверждённым присутствием в RFS-ядах. Встречаем троицу: вефиколины, матриксметаллопротеиназы и кислотные липазы.

Вефиколины

В яде C. rynchops (OmPraba et al., 2010) было обнаружено новое семейство ядов, названное veficolins (venom ficolins). Вефиколины имеют сходство аминокислотных последовательностей с фиколинами млекопитающих с коллагеноподобными и фибриногеноподобными доменами. 

Вообще фиколины - это мультивалентные распознающие молекулы разной природы (сывороточные, секреторные) микробных и апоптотических поверхностей (через тримерный лиганд-связывающий домен). Возможно, что эти белки яда могут индуцировать агрегацию тромбоцитов и/или активацию инициации при доставке в ко (OmPraba et al., 2010), способствуя захвату добычи. Однако эти фиколины еще предстоит охарактеризовать экспериментально.

Матриксные металлопротеиназы 

(Matrix Metalloproteinases snake venom svMMPs).

Матриксные металлопротеиназы представляют собой цинк-зависимые ферменты, которые разрушают белки внеклеточного матрикса, такие как коллагены, эластин, протеогликаны и ламинины (Ra and Parks, 2007). 

Эти ферменты хорошо известны своей ролью во многих физиологических и патологических процессах, включая заживление ран, ремоделирование костей, иммуномодуляцию, метастазирование опухолей (Vu and Werb, 2000;Parks et al., 2004; Page-McCaw et al., 2007). Вероятно, в ядах заднезубых змей они выполняют роль разрушения тканей. 

Впервые матриксные металлопротеиназы были идентифицированы как новый белок в яде RFS - R. tigrinus tigrinus (Komori и др., 2006). Транскрипты для svMMP, по-видимому, находятся в изобилии в железах Dipsadinae - RFS, включая Thamnodynastes strigatus (Ching et al., 2012) и Erythrolamprus miliaris (Junqueira-de-Azevedo et al., 2016), и они тесно связаны, но функционально различны.

Кислотные липазы (svLIPA) 

Кислотные липазы совсем недавно были идентифицированы в яде RFS - Phalotris mertensi (Campos et al., 2016). svLIPA гидролизуют эфиры холестерина и триглицериды до свободного холестерина и жирных кислот, способствуя метаболизму и клеточному иммунитету (Gomaraschi et al., 2019). Как и матриксные металлопротеиназы, эти липазы, скорее всего, выполняют пищеварительную функцию в ядах RFS.

Одна из величайших трудностей для изучения функций и характеристик белков всех этих ядов заключается в малом надое. Экспериментальную характеристику незначительных компонентов яда или токсинов от ядовитых животных с низким уровнем надоя обычно проводят путем продуцирующих достаточное количество нужного белка бактерий (из рекомбинантной системы экспрессии), таких как Escherichia coli, Pichia pastoris или клеток млекопитающих (Gomes et al., 2016). 

Однако загвоздка оказалась в том, что токсины трудно экспрессируются в этих системах из-за того, что они богаты дисульфидными связями, что приводит к слипанию белков и неправильной пространственной укладке, также они могут быть токсичными для самих экспрессирующих клеток (Saez et al., 2014). Конечно возможен и химический синтез, но этот метод успешно применяется только для более мелких токсинов. С видами FFS выход яда намного больше, поэтому нет никаких проблем с методом очистки нужных токсинов из нативного яда, и как следствие, в частности поэтому яды и компоненты ядов змей с настоящим ядовитым аппаратом изучены успешнее и подробнее.

Таксон-специфичность известных токсинов

Нативные яды, содержащие трёхпетельные токсины, демонстрируют резкую токсичность в зависимости от модельного организма, используемого для экспериментов с LD50 (Mackessy, 2002). 

Яд Philodryas patagoniensis испытывался на голубях, морских свинках, кроликах и лягушках (Leptodactylus sp.), причём голуби были наиболее чувствительны. Значения LD50 яда Boiga irregularis были определены для домашних кур, гекконов (Hemidactylus sp.), сцинков и мышей, и было обнаружено, что нативный яд гораздо более токсичен для птиц и ящериц, чем для млекопитающих. 

Яд S. sulfureus также был более токсичен для гекконов (Hemidactylus sp.), чем для мышей, в 22 раза (Modahlet al., 2018b). Эта впечатляющая токсичность S. sulfureus для гекконов эквивалентна токсичности яда Naja kaouthia. 

В принципе, при более детальном разборе роли трёхпетельных токсинов в нативных ядов заднезубых учёные пришли к выводу, что они являются таксон-специфичными. 

Из яда B. dendrophila два 3FTxs характеризуются постсинаптической нейротоксичностью, а именно бойгатоксин-А (Lumsden et al., 2005) и денмотоксин, мономерный токсин B. dendrophila (Pawlak et al., 2006). 

Было обнаружено, что чистый денмотоксин в 100 раз легче связывается с постсинаптическими рецепторами в мышечных препаратах цыплят, чем с оными у мышей. Это также согласуется с отсутствием токсичных эффектов яда B. dendrophila после инъекций мышам доз до 20 мкг/г (Pawlak et al., 2006), а вы продолжайте кормить своих дендрофил мышами и говорить, что им норм =) 

Для Boiga irregularis постановлена практически идентичная закономерность: их яд особо токсичен для гекконов и птиц, в то время как мыши к нему относительно равнодушны. Про диету этих змей, особенно в молодости, выводы напрашиваются сами собой, так что, не буду заострять внимание.

Таксон-специфичные 3FTxs были также обнаружены у двух видов из Нового Света, O. fulgidus (Heyborne and Mackessy, 2013) и Spilotes sulphureus (Modahl et al., 2018b). 

LD50 фульгимотоксина составляет 0,28 мкг/г для анолисов, но для мышей в дозах, скорректированных по массе более чем в 15 раз по сравнению с наблюдаемыми LD50 ящериц, токсичность не наблюдалась от слова совсем. 

У древесных змей Oxybelis fulgidus также таксон-специфичные трёхпетельки, например, сульдитоксин рассчитан преимущественно на ящериц, что видно из таблицы в оригинале статьи, в то время как мономерный сулмотоксин 2 таксон-специфичности не имеет. 

Тем не менее, Spilotes sulphureus - древесные змеи, питающиеся птицами, ящерицами, земноводными и мелкими млекопитающими (Andrade et al., 2017) и яд Spilotes sulphureus имеет по меньшей мере минимум два таксон-специфичных 3FTxs, что коррелирует с его разнообразным рационом.

Анализ селекции выявил конфликтующие тенденции в эволюции трёхпетельных токсинов у заднезубых змей, ранее сообщалось о положительном отборе (Sunagar et al., 2013), и с тех пор наблюдается, что селекция является переменной для различных 3FTx. 

Некоторые 3FTxs RFS развиваются при отрицательном отборе, особенно последовательности субъединиц, которые образуют димерные комплексы, где остатки, которые отвечают за взаимодействия субъединиц, должны сохраняться (Dashevsky et al., 2018). 

С учетом нынешнего дефицита последовательностей 3FTx в базах данных видов RFS и отсутствия геномов, очень сложно полностью осознать эволюцию этой группы токсинов. Однако, продолжая изучение этих последовательностей у филогенетически разнообразных видов, которые сходятся в одной и той же трофической адаптации, можно исследовать, как белки ядов с весьма консервативной структурой, такие как 3FTxs, могут развивать узкоспецифичную активность и изменять свой механизм действия. Поэтому эти токсины идеально подходят для изучения отношений "белковая структура-функция".

Все металлопротеиназы, охарактеризованные в RFS-ядах, относятся к классу P-III и обычно проявляют фибриногенолитическую активность, с быстрой деградацией α-цепи фибриногена и более низкой активностью по отношению к β- и γ-цепям. 

Некоторые SVMP, очищенные из яда P. olfersii разлагают α - цепь фибриногена, причем некоторые гидролизуют β - цепь, но с различной скоростью и селективностью (Assakura et al., 1994). В то же время у P. patagoniensis выделенный SVMP, названный патагонфибраза, отвечает за гидролиз α-цепи фибриногена, а не β. 

В яде A. prasina есть SVMP, которые действуют с более высокой скоростью, чем металлопротеиназы B. portoricensis, гидролизуя как α-, так и β-цепи фибриногена даже быстрее, чем наблюдается при воздействии оными у Crotalus viridis viridis. 

SVMP класса P-III также обнаружены в ядах элапид, они обычно не разрушают β-цепь фибриногена и нацелены исключительно на α-цепь (Evans, 1981; Guo et al., 2007; Sun and Bao, 2010). Эти исследования демонстрируют недооцененный потенциал и функциональное разнообразие SVMP в ядах RFS. 

Как некоторые SVMP разрушают как α-, так и β-цепи, в то время как другие оказываются нейтральными по отношению к ним? 

Как SVMP могут быть избирательными к типу добычи? 

Яды от RFS идеально подходят для решения этих вопросов, потому что намного менее сложны. Например, у гадюк есть несколько различных классов SVMPs, а также сериновых протеиназ, которые тоже негативно влияют непосредственно на фибриноген, делая исследования более сложными для изучения специфического воздействия токсина без нескольких ступеней очистки. 

Из-за обилия P-III SVMP в ядах RFS эти белки могут дать представление об эволюции этого семейства токсинов и биологической роли SVMP в ядах.

Биологическая роль

Доказанные биологические роли белков яда включают в себя: атрофическую - захват добычи путем затрагивания двигательной способности добычи в виду иммобилизации, как следствие — предотвращение побега, индуцирование покоя у ко и/или причинение быстрой смерти; участие в пищеварении, например, путем ускорения переваривания; смазывание добычи во время поедания; форма защиты (Kardong, 2002). 

Вероятно, что главной ролью таки является захват добычи, поскольку было несколько публикаций, демонстрирующих тесную связь между ядом и диетой змей (Mackessy, 1985, 1988; da Silva и Aird,2001; Mackessy et al., 2003; Li et al., 2005a; Pawlak et al., 2006,2009; Barlow et al., 2009; Modahl et al., 2018b). Яд варьирует по составу, и эта вариация связана с диетическими предпочтениями, географической местностью и онтогенетическими диетическими сдвигами.

Как выяснилось, яды змей с настоящим ядовитым аппаратом, как и яды заднезубых змей демонстрируют избирательную токсичность по отношению к добыче. Токсичность ядов из четырех видов рода FFS - Echis варьирует по отношению к членистоногим и насекомым, которые составляют большую часть рациона, аналогичная тенденция наблюдалась у гремучих змей рода Sistrurus, которые увлекаются земноводными, ящерицами и млекопитающими. 

Есть все основания предполагать, что змеи с наиболее широким рационом, по-видимому, имеют и большее разнообразие токсинов в своих ядах (Pahari et al., 2007; Calvete et al., 2012; но см. Zancolli et al., 2019). 

Наблюдается и противоположная корреляция, когда происходит оскуднение диетичексого разнообразия, или когда яд больше не играет решающей роли в захвате добычи. К примеру, морская змея Aipysurus eydouxii, которая питается исключительно рыбьей икрой, имеет сильно атрофированные ядовитые железы, значительную потерю нейротоксичности яда и уменьшение разнообразия токсинов в его составе (Li et al., 2005b); аналогичная тенденция наблюдается и у Brachyurophis (Goodyear andPianka, 2008).

Одно из преимуществ исследования ядов RFS заключается в том, что разные виды, питающиеся разнообразными специфическими типами добычи, демонстрируют различные стратегии захвата добычи, от удушения до отравления, что делает эти яды идеальными для исследований в области эволюции взаимоотношений хищника и добычи.

Хищническая стратегия захвата добычи, яд против удушения, может стимулировать эволюцию яда и поведения змей, благоприятствуя эволюции яда, что позволяет увеличить разнообразие и охотиться на более крупную добычу с минимальным вероятным ущербом для здоровья, оставляя зависимость от душительских способностей. 

У Boiga irregularis есть ящерице-специфичный 3FTx, однако добыча млекопитающих отнюдь не популярна среди B. irregularis, и это, вероятно, связано с тем, что в их яде отсутствуют млеко-специфичные токсины, что делает такую охоту менее безопасной, а ко, вероятно, более трудно перевариваемым. 

Яд же Spilotes sulphureus имеет два таксон-специфичных 3FTxs, один для ящериц, другой для млекопитающих. Так что, куроеды так же пересели с иглы удушения на отравление добычи. В случае с FFS - Naja kaouthia, вида, который также не использует нейлоновый шнурок для охоты, эта высокотоксичная змея имеет один основной 3FTx, α-кобратоксин, то есть, смертельно опасную трёхпетлю как для млеков, так и для ящериц. 

Эти примеры наглядно демонстрируют две совершенно разные эволюционные стратегии, предназначенные для увеличения разнообразия добычи. Одни сделали себе один 3FTx, несущий смерть всем без разбора, вторые сообразили несколько 3FTxs, которые выборочно токсичны к различным типам добычи.

Опять же, эволюция токсинов в ядах заднезубых змей может дать ключ к пониманию эволюции яда в целом и стратегий хищничества, так как эти змеи сильно варьируют в хищническом поведении и типах потребляемой добычи. При питании нетипичными ко у белков может наблюдаться уникальное воздействие. 

В настоящее время это относится к нескольким видам змей с настоящим ядовитым аппаратом, змеям, поглощающим других змей. 

Королевская кобра, Ophiophagus hannah обладает прекрасным белком из нового суперсемейства веномпротеинов, оханином (Pung et al., 2005). 

У Calliophis bivirgatus с похожей диетой обнаружен 3FTx с необычной активностью по отношению к ионным натриевым каналам (Yang et al., 2016). 

Змеи рода Bungarus, которые также обычно питаются другими змеями, демонстрируют уникальные гомодимерные комплексы 3FTx (κ-bungarotoxins; Dewan et al., 1994). 

Среди заднезубых змей еще больше видов с нетривиальными рационами, в том числе питающихся скорпионами, пауками или сороконожками, поэтому ожидается, что в ядах этой разнообразной группы колуброидных змей будут обнаружены новые токсины.

Экспериментальные исследования показали, что несмотря на неидеальную доставку яда и остаток более чем половины порции на поверхности кожи добычи, по назначению всё равно доходит столько, сколько необходимо: покусанные изъятые животные погибали с течением минут или часов. Яды большинства заднезубых змей слабо охарактеризованы в первую очередь из-за исторически сложившейся схемы работы. Из-за исключения в работе позвоночных помимо мышей и беспозвоночных в принципе, упускается сама возможность изучения потенциала таких специфических и бедных по своему составу ядов.

В настоящее время интеграция исследовательских технологий позволяет гораздо более детально подходить к характеристике неизвестных и отдельных токсинов. Транскриптомы, собранные из ядовитых желез, позволяют идентифицировать белки в яде даже тогда, когда они отсутствуют в открытых базах данных (Modahl и др., 2019). 

Совсем недавно было разработано несколько программ ИИ для идентификации неизвестных токсинов в череде транскриптомных наборов данных. Кроме того, секвенирование других тканей змеи, помимо ядовитых желез, позволило понять, как экспрессия генов может помочь в идентификации истинных токсинов, какие механизмы приводят к высокой экспрессии токсинов в ядовитой железе по сравнению с другими тканями и какие генные гомологи, собственно, присутствуют в других тканях змей (Hargreaves et al., 2014; Junqueira-de-Azevedo et al., 2015; Reyes-Velasco et al., 2015).

Змеиный Яд