През 1952 г. Neumann и Habermann разделиха пчелната отрова чрез хартиена електрофореза на две фракции. В първата, по-силно подвижна към катода фракция те доказаха наличието на пептид, който разрушава (хемолизира) червените кръвни клетки и причинява свиване на гладката мускулатура. Нарекоха го мелитин (от видовото наименование на пчелата — Apis mellifera).
Препаративното му отделяне, което Habermann и Kreil успяха да постигнат с колонна йонообменна хроматография и с гелфилтрация, даде възможност да се установи голямото му количество в отровата (50—55% от сухата отрова) и да се изучат интересните му биохимични, фармакологични и токсични свойства.
Мелитинът е пептид със силни основни отнасяния, съставен от 26 аминокиселини. В структурата му липсват тирозин, фенилаланин, аспарагинова киселина и сярасъдържащите аминокиселини метионин и цистеин. Основният характер на молекулата му се дължи на преобладаването на базични аминокиселини (3 лизина и 2 аргинина) срещу 2 остатъка на глутаминовата киселина, при това с блокирани чрез амидиране карбоксилни групи. Около 10% от мелитиновите молекули са свързани с радикала на мравчената киселина От аминокиселинния му състав се извежда минимална относителна молекулна маса — 2840.
На гелфилтрация мелитинът се отнася като белтък с относителна молекулна маса 12 000. Това показва, че в разтвор молекулите му се групират по четири, т. е. в тетрамерни образувания. Тетрамерното състояние на мелитина беше доказано с различни методи. Напоследък се установи, че в твърде ниска концентрация и в разтвор с ниско съдържание на соли (малка йонна сила) молекулите на пептида са разположени поединично, т. е. като мономери. Преминаването им в тетрамерно състояние се улеснява и от повишаването на pH на разтвора над 9.
Habermann и Jentsch установиха, че аминокиселините в мулекулата на мелитина са особено подредени. Базичннте хидрофилни аминокиселини са групирани в единия край (С-края), а хидрофобните (с малка разтворимост във водата) аминокиселини са струпани в другия край (N -края) на мелитина.
Това подреждане на аминокиселините е структурната основа на свойството на мелитина да намалява силно повърхностното напрежение на разтворите. То обуславя и много от фармакологичните свойства на пептида. Разкриването на последователността на аминокиселините в мелитиновата молекула създаде възможности за нейното синтезиране. Лабораторно синтезираният пептид проявява същите фармакологични свойства както природният.
Намаляването на повърхностното напрежение от мелитина причинява разрушаване на кръвните и другите клетки и ца техните клетъчни органели. Интересно е, че при концентрации 1.10-6 мелитинът преминава през клетъчната мембрана на левкоцитите и уврежда вътрешноклетъчните органели — лизовомите и митохондриите. Клетъчната мембрана се разрушава при по-висеки концентрации мелитин — б.Ю-6—1 . 10_Б. Разрушаването на червените кръвни клетки намалява снабдяването на тъканите с кислород, В резултат на увреждането на масто- цитните и базофилните клетки се есвобождават биогенните амини хистамин и серотонин, които предизвикват възпалителна реакция.
Тази реакция се придружава от разширяване на кръвоносните съдове, увеличаване на пропускливостта на капилярите, спадане на кръвното налягане и спазъм на бронхите. Антихистаминови и антисеротонинови лекарства намаляват тази възпалителна и алергоподобна реакция на мелитина. Инжектирането му в кожата предизвиква болка, зачервяване и подуване на мястото на инжекцията.
Напоследък се установи, че в механизма на възпалителната реакция, причинена от пептида, се намесват и простагландините Ei и Е2 — мастни вещества с хормоноподобно действие. Те проявяват и възпалителна активност. Биосинтезата им се усилва под влияние на мелитина. Мелитинът стимулира действието на ензима фосфолипаза А, който освобождава от фосфолипидите арахидоновата мастна киселина. Тази киселина е изходният материал за синтеза на простагландините.
По подобен механизъм се предполага, че се извършва откритото напоследък стимулиране под влияние на мелитина на биосинтеза на хемотаксичен фактор за еозинофилните левкоцити. Отделеният от някои левкоцити и тъканни клетки хемотаксичен (привличащ по химичен път) фактор привлича друг вид бели кръвни клетки (еозинофили) на мястото на инжектирания мелитин и с това усилва възпалителната реакция.
Johnson и др. (1981) установиха, че в резултат на стимулирането от мелитина на системата, възпроизвеждаща простагландини в артерийната стена, неколкократно се увеличава количеството на простациклина — наскоро открито съединение от простагландиновата група, което разширява кръвоносните съдове и противодействува на образуването на тромби в тях. Някои автори смятат, че простациклинът е основният биологичен фактор, предпазващ кръвоносните съдове от атеросклеротични увреждания.
Мелитиновите молекули не само агрегират помежду си, но образуват и комплекси с други вещества, като белтъци, сулфатизирани мукополизаха- рнди (с основен представител хепарина) и фосфолипиди. Доказано беше неимунното им комплексообразуване с липопротеините на серума. Проучено беше комплексообразуването на мелитина с мембранните липиди. В комплексите мелитинът участвува с много по-малко молекули, отколкото липиднте. Приема се, че комплексообразуването му с мембранните фосфолипиди ги „разкрива“ за разграждащото действие на фосфолипаза А.
Хепаринът образува във ввдни разтвори неразтворим комплекс мелитина при съотношение между молекулите им 1:8. Свързването на пептида в комплекс намалява активността му да разрушава червените кръпни клетки и да предизвиква локално възпаление и контракция на мускулите.
Част от вътрешнокожно или подкожно инжектирания мелитин се свързва с белтъците, липидите и мукополизахаридите на кожата и на съединителната тъкан. Вероятно това е една от причините токсичната доза на подкожно приложения пептид да бъде около 15—20 пъти по-голяма, отколкото при венозното му инжектиране. Токсичната му доза за лабораторните животни, приложена венозно, е 3,5—4 |xg/kg. Американски автори установиха, че серумният албумин предпазва клетките на костния мозък от токсичното действие на мелитина.
Тъй като мелитинът реагира с клетъчните частици и с молекулите на много вещества, от които е изградена белтъчната материя, редица ензимни реакции, за протичането на които е необходима интактността (целостта) на биологичните структури, се повлияват от неговото действие. Той разстройва кръвосъсирването чрез въздействие най-малко върху две места от процеса — потиска активността на тромбопластина, която зависи от връзката му с някои фосфолипиди, и денатурира фибриногена вероятно чрез образуване на соленоподобни връзки между алкалния мелитин и киселия фибриноген.
В по-високи дози (5.10~Бмола) мелитинът потиска дехидратирането на сукцината от митохондриите и нарушава окислителното фосфорилиране в тях — процес, от който зависи оползотворяването и съхраняването на енергията в клетките. Ниските концентрации (1—2.10-6 мола) увеличават неколкократно транспортирането на Н+, К+, Na+, С1— и на някои двува- лентни йони.
Повърхностно активното действие и свързването на мелитина с някои биологично важни вещества в клетката вероятно обуславят антибактерийното му действие. В малки концентрации (10—20 pg/ml) пептидът потиска растежа на Грам-положителните бактерии. Грам-отрицателните бактерии са по-устойчиви на неговото действие.
Отдавна е известно, че пчелната отрова стимулира активността на хипофизно-надбъбречната система, която отделя противовъзпалителния хормон кортизол. Изследвахме влиянието на отделни компоненти на отровата върху дейността на надбъбречната система, като отчитахме ефекта им 27г h след инжектирането. Резултатите от тези опити показаха, че мелитинът стимулира слабо дейността на отровата. По-късно американски изследователи съобщиха за силно активиране на хипофизно- надбъбречната система от мелитина. Резултатите от опитите бяха отчетени след третия час от инжектирането на пептида. Стана ясно, че свойството на мелитина да активира системата се проявява по-късно от действието на другите й стимулатори. То е твърде силно и се увеличава с увеличаване на дозата.
Хормоните на надбъбречните жлези потискат имунните реакции. С оглед на това изследвахме влиянието на компоненти на пчелната отрова върху броя на клетките, които произвеждат противотела срещу чужди за организма антигени. Изследването показва, че клетъчните суспензии от слезка (далак) на мишки, инжектирани двукратно със 100 pg/kg мелитин, съдържат в сравнение със суспензиите от нетретираните мишки 4 пъти по-малко произвеждащи противотела (имунокомпетентни) клетки.