Antimycin A - Antimycin A - Wikipedia

Antimycin A
Antimycin A1 strukturní vzorec V1.svg
Jména
Název IUPAC
(2R,3S,6S,7R,8R) -3 - [(3-formamido-2-hydroxybenzoyl) amino] -8-hexyl-2,6-dimethyl-4,9-dioxo-1,5-dioxonan-7-yl-3-methylbutanoát
Ostatní jména
Fintrol
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.162.279 Upravte to na Wikidata
PletivoAntimycin + A
UNII
Vlastnosti
C28H40N2Ó9
Molární hmotnost548.633 g · mol−1
Nebezpečí
Hlavní nebezpečíAkutní toxický
Piktogramy GHSGHS06: Toxický
Signální slovo GHSNebezpečí
H301, H311, H331
P261, P264, P270, P271, P280, P301 + 310, P302 + 352, P304 + 340, P311, P312, P321, P322, P330, P361, P363, P403 + 233, P405, P501
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Antimycin A je sekundární metabolity produkovaný Streptomyces bakterie[1] a člen skupiny příbuzných sloučenin zvaných antimyciny. Antimycin A je klasifikován jako extrémně nebezpečná látka ve Spojených státech, jak je definováno v oddíle 302 USA Nouzové plánování a zákon o právu na znalost komunity (42 U.S.C. 11002) a podléhá přísným požadavkům na hlášení ze strany zařízení, která je vyrábějí, skladují nebo používají ve významných množstvích.[2]

Použití

Antimycin A je aktivní složkou chemické látky Fintrol piscicid (rybí jed) použitý v rybolov řízení.

Antimycin A byl poprvé objeven v roce 1945 a registrován pro použití jako toxikum pro ryby v roce 1960.[3] Fintrol ® je jediný aktuálně registrovaný přípravek obsahující Antimycin A a je klasifikován jako pesticid s omezeným použitím kvůli jeho toxicitě pro vodní prostředí a požadavku vysoce specializovaného školení k jeho používání. V roce 1993 bylo úřadu předloženo několik toxikologických studií Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států což vede k jeho toxicitě.[3]

Fintrol je používán především federálními a státními vládami za účelem eliminace invazivní druhy v oblasti, kde jsou ohroženy druhy, které žijí. Antimycin A se přidává po kapkách, aby se dosáhlo koncentrace 25 dílů na miliardu.[3] Tyto odkapávací stanice se obvykle používají proti proudu v oblasti přístupné lodím a provozu. V hlubších vodních útvarech se používá mechanismus pumpy k rozptýlení Antimycinu A perforovanou hadicí táhnoucí se po délce vodního sloupce.

v akvakultura Antimycin A se používá jako prostředek ke zvýšení produkce sumců prostřednictvím selektivního usmrcování malých a citlivějších druhů. Když je přidán Antimycin A v dávce 25 ppb, poskytuje to úplné zabití. Při 10 ppb se však antimycin A používá jako selektivní zabíjející prostředek k usmrcování menších nebo citlivějších druhů, což může snížit výnos komerčního zemědělství.

Produkty obsahující Antimycin A lze zaregistrovat za předpokladu, že dodržují postupy pro zmírnění rizika.[3]

Riziko obavZmírňující opatření
Expozice konzumací upravené vody
  • Tekoucí voda musí být ošetřena manganistan draselný
  • Pitná voda v ošetřovaných oblastech musí být během léčby uzavřena a dokud nebude veškeré monitorování vzorků pod limitem detekce antimycinu A, 0,015 ppm
Expozice konzumací ošetřených ryb
  • Certifikovaný aplikátor nebo osoba pod jeho označením musí pod jeho přímým dohledem zakázat konzumaci mrtvých ryb odebraných z ošetřovaných oblastí.
  • Žadatel o registraci musí upravit štítky, aby určil maximální koncentraci ošetření 10 ppb pro použití jako „selektivní usmrcení“ v akvakultuře.
  • Pokud je Antimycin A aplikován jako selektivní zabití v akvakultuře, musí certifikovaný aplikátor informovat vlastníka / provozovatele ošetřovaného místa akvakultury, že přežívající ryby nesmí být po dobu minimálně 12 měsíců po ošetření sklizeny jako potrava nebo krmivo.
  • Pokud je Antimycin A aplikován jako úplná likvidace v akvakultuře, musí certifikovaný aplikátor informovat vlastníka / provozovatele ošetřovaného místa akvakultury o tom, že vodní útvar nesmí být znovu zásobován minimálně 7 dní po ošetření
Expozice rekreačních aktivit v upravené vodě
  • Certifikovaný aplikátor nebo jím pověřená osoba musí zakázat přístup do ošetřované oblasti po dobu 7 dnů po ošetření.
Expozice na pracovišti
  • Žadatel o registraci musí uvést maximální úrovně léčby 25 ppb
  • Anitmycin A musí aplikovat certifikovaný aplikátor, který se účastní certifikačního programu pro aplikace piscicidů.
  • Aplikátor je povinen nosit košili s dlouhými rukávy a dlouhé kalhoty, rukavice odolné proti chemikáliím, boty a ponožky s uzavřenou špičkou a ochranné brýle. Aplikátory používající ruční zařízení, jako je tryska, musí nosit prach / mlhu Respirátor a kombinézy. Aplikátor by neměl mít na sobě kontaktní čočky.
Kvocienty ekologického rizika pro necílové druhy
  • Antimycin A je zakázán používat v mořském prostředí nebo v ústí řek
  • Certifikovaný aplikátor nebo osoba určená k označení musí zajistit, aby ošetření nepřekračovalo určenou ošetřovanou oblast
  • Certifikovaný aplikátor nebo osoba určená k označení by měla sbírat a zakopávat všechny mrtvé ryby

Doposud se v humánní medicíně nepoužívá, i když její možnost jako chemoterapeutické byl prozkoumán.[3]

Mechanismus účinku

Antimycin A je konkrétně inhibitor buněčného dýchání oxidační fosforylace. Antimycin A se váže na místo Qi cytochrom c reduktáza, inhibující oxidaci ubichinon v místě Qi ubichinol čímž naruší Q-cyklus převrácení enzymu. Také to způsobí narušení celého řetězce přenosu elektronů. Z tohoto důvodu nemůže docházet k produkci ATP. Cytochrom c reduktáza je centrální enzym v elektronový transportní řetězec z oxidační fosforylace.[4]Inhibice této reakce narušuje tvorbu protonový gradient přes vnitřní membrána mitochondrií. Výroba ATP je následně inhibován, protože protony nejsou schopny protékat ATP syntáza komplex v nepřítomnosti protonového gradientu. Tato inhibice také vede k tvorbě toxických volných radikálů superoxid.[5] Rychlost produkce superoxidu převyšuje buněčné mechanismy, které ji zachycují, přemáhají buňku a vedou k buněčné smrti.

Bylo také zjištěno, že inhibuje cyklický tok elektronů uvnitř fotosyntetický navrhované systémy ferredoxin chinon reduktázová cesta.[6]

Ačkoli kyanid působí k blokování elektronového transportního řetězce, Antimycin A a kyanid působí různými mechanismy. Kyanid váže místo v sousedním proteinu, kde se železo normálně váže, a vůbec brání vazbě kyslíku. Tím se zabrání buněčnému dýchání, což zcela vede k buněčné smrti.[7] Protože se Antimycin A váže na konkrétní protein v elektronovém transportním řetězci, jeho toxicita může být vysoce druhově závislá kvůli jemným druhově specifickým rozdílům v ubichinolu. To je důvod, proč může být Fintrol použit jako prostředek selektivního zabíjení v komerčním zemědělství.

Bylo prokázáno, že mravenci pěstující houby používají antimyciny - produkované symbiotický Streptomyces bakterie - v jejich pěstování potlačují nekultivační (tj. patogenní) houby.[8] Jedna výzkumná skupina studující tyto symbiotické bakterie Streptomyces nedávno identifikovala biosyntetický genový klastr pro antimyciny, který nebyl znám, přestože samotné sloučeniny byly identifikovány před 60 lety. Antimyciny jsou syntetizovány hybridem polyketid syntáza (PKS) /non-ribozomální peptid syntáza (NRPS).[9]

Toxicita

Smrtící dávky

Smrtící dávky u druhů ryb [10]

DruhLC50 / 24 hodin expoziceLC50 / 96 hodin expozice
Pstruh0,07ppb0,04ppb
Sumec černý Bullhead200ppb45ppb
Kanál sumec> 10ppb9ppb
Zlatá rybka1ppb
Šneci800ppb
Tygří mlok> 1080ppb
Pulci45ppb10ppb
Leopard Frog45ppb10ppb

Smrtící dávky u savců [11]

ZvířeLD50 mg / kg požití
Krysa28
Myš25
jehněčí1-5
Pes>5
Králičí10

Expozice člověka a první pomoc

Expozice ošetřené vodě: Účinky chronické, subletální expozice člověka byly odhadnuty a extrapolovány z myší (= týkající se hlodavci ) toxikologické studie. Odhady v literatuře byly stanoveny pomocí protokolů o posouzení rizik EPA.[12] Studie zaměřené na stanovení těchto hladin zjistily koncentraci u myší, kde je „úroveň bez pozorovaných nežádoucích účinků“. Odtud EPA popisuje metody pro stanovení a referenční dávka (RfD), horní hranice látky, kterou lze denně konzumovat po zbytek života bez pozorovatelných následků. Bylo stanoveno, že RfD je 1,7 mikrogramů / kg / den.[13] U dospělého dospělého s hmotností přibližně 70 kg mohou bezpečně konzumovat 2 litry upravené vody při 60 pb.

Při náhodném požití materiálu mohou vzniknout toxické účinky. Toxikologické studie na zvířatech naznačují, že expozice méně než 40 gramům Antimycinu A může mít pro jedince vážné nepříznivé účinky na zdraví.[14]

Cesta expoziceÚčinek
Oko
  • Přímý kontakt s očima může mít za následek nepříjemné pocity při slzení a zarudnutí. Může dojít k mírnému oděru a Antimycin má potenciál produkovat a pocit cizího těla u některých jedinců.
Kůže
  • Otevřené řezy by neměly být vystaveny materiálu.
  • Je zásadní dodržovat správné hygienické postupy oděru z dlouhodobé expozice
Vdechovaný
  • Dlouhodobé vdechování může mít za následek podráždění dýchacích cest a potenciálně dýchací obtíže.

Léčba je zaměřena na zmírnění příznaků a monitorování respirační tísně, plicní otok, záchvaty a šokovat.[14] Zvracení po požití se nedoporučuje pro potenciální útlum centrálního nervového systému.[15] Aktivní uhlí lze podat jako 240 ml vody s 30 g dřevěného uhlí.[15] U pacienta je třeba sledovat vývoj systémových příznaků a známek. Po vdechnutí by měl být pacient přemístěn na čerstvý vzduch a sledován bronchospazmus, potíže s dýcháním a dýchací potíže. V případě potřeby zajistěte pacientovi kyslík a zajistěte průchod dýchacích cest tracheální intubace. Léčte bronchospazmus vdechováním beta2-adrenergní agonista a těžký bronchospazmus lze léčit systémově kortikosteroidy.[15]

Reference

  1. ^ Neft N, Farley TM (březen 1972). „Podmínky ovlivňující produkci antimycinu druhem Streptomyces pěstovaným v chemicky definovaném médiu“. Antimicrob. Agenti Chemother. 1 (3): 274–6. doi:10.1128 / aac.1.3.274. PMC  444205. PMID  4558141.
  2. ^ „40 C.F.R .: Dodatek A k části 355 - Seznam extrémně nebezpečných látek a jejich mezní hodnoty pro plánování“ (PDF) (1. července 2008 ed.). Vládní tiskárna. Archivovány od originál (PDF) 25. února 2012. Citováno 29. října 2011. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  3. ^ A b C d E Caulkins, Peter. „Rozhodnutí o opětovné registraci pro Antimycin A“ (PDF). Americká dohoda o hospodářském partnerství. Citováno 17. dubna 2017.
  4. ^ Kim, Hoeon; Esser, Lothar; Hossain, M. Bilayet; Xia, Di; Yu, Chang-An; Rizo, Josep; van der Helm, Dick; Deisenhofer, Johann (1999). „Struktura antimycinu A1, specifického inhibitoru přenosu elektronů ubichinol-cytochromecoxidoreduktázy“. Journal of the American Chemical Society. 121 (20): 4902–4903. doi:10.1021 / ja990190h. ISSN  0002-7863.
  5. ^ Dairaku N, Kato K, Honda K a kol. (Březen 2004). „Oligomycin a antimycin A zabraňují apoptóze vyvolané oxidem dusnatým blokováním úniku cytochromu C“. J. Lab. Clin. Med. 143 (3): 143–51. doi:10.1016 / j.lab.2003.11.003. PMID  15007303.
  6. ^ Taira, Yoshichika (1. ledna 2013). „Molekuly podobné antimycinu A inhibují cyklický přenos elektronů kolem fotosystému I v prasklých chloroplastech“. FEBS Open Bio. 3 (1): 406–410. doi:10.1016 / j.fob.2013.09.007. PMC  3821020. PMID  24251103.
  7. ^ Ott, Kevine. „Antimycin. Stručný přehled chemie, osudu životního prostředí a toxikologie“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 04.03.2016. Citováno 2017-04-25.
  8. ^ Schoenian, I .; et al. (2011). „Chemický základ synergismu a antagonismu v mikrobiálních komunitách v hnízdech mravenců řezajících listy“. Proc Natl Acad Sci USA. 108 (5): 1955–1960. doi:10.1073 / pnas.1008441108. PMC  3033269. PMID  21245311.
  9. ^ Yu, Jae-Hyuk; Seipke, Ryan F .; Barke, Jörg; Brearley, Charles; Hill, Lionel; Yu, Douglas W .; Goss, Rebecca J. M .; Hutchings, Matthew I. (2011). „Jediný Streptomyces Symbiont vyrábí více antimykotik na podporu houby chovné mravence Acromyrmex octospinosus“. PLOS ONE. 6 (8): e22028. doi:10.1371 / journal.pone.0022028. ISSN  1932-6203. PMC  3153929. PMID  21857911.
  10. ^ Ott, Kevine. „Antimycin. Stručný přehled chemie, osudu životního prostředí a toxikologie“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 04.03.2016. Citováno 2017-04-25.
  11. ^ Ott, Kevine. „Antimycin. Stručný přehled chemie, osudu životního prostředí a toxikologie“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 04.03.2016. Citováno 2017-04-25.
  12. ^ Draft EIS, Flathead Westslope Cutthroat Trout Project. Června 2004. str. Kapitola 3.
  13. ^ J. O. Kuhn, „Závěrečná zpráva. Studie akutní orální toxicity na potkanech “, Stillmeadow, Inc., předloženo společnosti Aquabiotics Corp. (březen 2001)
  14. ^ A b "Bezpečnostní list - Antimycin A" (PDF). Biotechnologie Santa Cruz.
  15. ^ A b C "Antimycin A". TOXNET. Národní institut zdraví.