文／陳韻涵輯
新聞故事：南美洲「Neocapritermes taracua」白蟻演化發展獨特的防禦機制，年長的工蟻會背著裝滿毒液的「背包」，緊急情況可自動觸發、爆炸，藉此犧牲小我、傷害敵人以維護蟻群。捷克科學院研究團隊解開白蟻毒液背包的運作機制謎團，研究結果刊登於《結構》期刊。
「Neocapritermes taracua」工蟻的腹部有特殊的腺體，外表呈藍色。工蟻生長過程中，會逐漸將含銅氧化酶的「BP76」分泌到腹部的背包儲存，從外觀看來就像兩個膨脹的包包，隨著工蟻年齡增長，儲存量也會見頂。
當工蟻面臨威脅時，年長的工蟻會將含銅的氧化酶與唾腺分泌物混合後，轉化為劇毒的苯醌黏液後自爆，這些黏液會麻痺或殺死獵食者。
研究人員疑惑，BP76如何能夠以固態形式儲存在白蟻腹部，又如何在緊急情況時轉化成液體呢？研究第一作者、捷克科學院有機化學和生物化學研究所的研究員賈娜‧克爾洛瓦說：「氧化酶的3D結構揭示，BP76採用多種穩定策略。」
研究團隊分析BP76氧化酶的晶體結構，結果發現此酵素被緊密折疊，就像一張紙不斷折疊成小塊的形狀一樣，這有助抵抗時間造成的降解，另一層保護則來自附著在蛋白質上的糖分子，形成穩定蛋白質的保護罩。
BP76更有趣的特徵是「活性位點」的兩種胺基酸，「離胺酸」和「半胱胺酸」之間存在罕見且異常牢固的化學鍵，而活性位點是酵素上可與特定受質結合而催化反應的結構。研究人員發現，這種化學鍵在酶中不常見，且在維持BP76結構方面發揮關鍵作用，尤其是當酶以固體形式儲存在白蟻腹部的情況下。
離胺酸和半胱胺酸結合彷彿一種特殊的鎖定機制，確保酶保持其形狀並保持功能，以便在白蟻需要保衛其蟻群時立即準備就緒。研究共同作者、生物學者帕芙琳娜‧熱扎喬瓦說：「就像了解儀器的各個組件可以揭曉工作原理一樣，分析分子的3D結構也有助於我們了解生物及其運作機制。」
白蟻在老化過程中，穩定儲存和累積酵素的能力，對於保護蟻群至關重要。文獻指出，白蟻的下顎隨著歲月增長而變鈍，年老的白蟻在覓食或維護巢穴的效率可能不如年輕工蟻，攜帶毒液背包是年老工蟻能採取的最後手段。
原文出自《好讀周報》788期
