Kalotropin - Calotropin

Kalotropin
Calotropin Structure.png
Jména
Název IUPAC
(1R, 3aS, 3bR, 5aS, 6aR, 7aS,9R,11S, 11aS, 12aR, 13aR, 13bS, 15aR) -3a, 11,11a-Trihydroxy-9,15a-dimethyl-1- (5-oxo-2,5-dihydro-3-furanyl) ikosahydro-7aH, 13aH-cyklopenta [7,8] fenanthro [2,3-b] pyrano [3,2-E] [1,4] dioxin-13a-karbaldehyd
Ostatní jména
Pecilocerin A, Pekilocerin A
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
KEGG
UNII
Vlastnosti
C29H40Ó9
Molární hmotnost532.630 g · mol−1
Bod tání 223 ° C (433 ° F; 496 K)
Nebezpečí
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
9800 μg / kg (myš)[1]
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Kalotropin je toxický kardenolid nalézt v rostlinách v rodině Asclepiadoideae. V extrémních případech může způsobit otravu kaloropropinem respirační a srdeční selhání. Náhodná otrava je běžná u hospodářských zvířat, která požila druh mléka. Kalotropin se běžně uchovává jako obranný mechanismus podle hmyz kteří jedí mléčné rasy jako hlavní zdroj potravy.

Chemie

Kalotropin je a toxický sloučenina a je klasifikována jako typ cardenolidu srdeční glykosid. Tyto molekuly jsou příbuzné steroidy a mají podobnou uhlíkovou páteř. Kalotropin, stejně jako kalaktin, kalotoxin a uscharin, je založen na kalotropagenin, předchůdce těchto molekul. Mají podobnou aktivitu a často se vyskytují společně v rostlinách rodu Calotropis.[2]

Biosyntéza digitoxigeninu

Biosyntéza

Předpokládá se, že biosyntéza calotropinu je podobný tomu z digitoxin, další kardenolid. Digitoxin je více zavedený jako lék na srdeční nedostatečnost, a proto byla biosyntéza dále studována. Předpokládá se však, že je syntetizováno mnoho kardenolidů rostliny podobným procesem, ale tento proces dosud není dobře pochopen. Prekurzor sterolu pro tento proces je podobný prekurzorům pro steroidní alkaloidy. Dvě navrhované cesty, těhotná cesta a cesta kyseliny norcholanové jsou možné pro přeměnu prekurzoru sterolu na digitoxigenin, předchůdce digitoxinu. Používají se jak cesty pro těhotné, tak pro kyselinu norcholanovou progesteron 5p-reduktázy, P5pR a P5pR2. V pregnanové dráze, rostlinný analog mitochondrií cytochrom P450 (CYP11A u lidí) se předpokládá, že katalyzuje přeměnu pregnenolon na progesteron. Progesteron je dále zpracován P5βR na 5β-Pregnane-3,20-dion a poté na digitoxigenin. Méně se ví o dráze kyseliny norcholanové. V tomto bodě podobnosti mezi digitoxinem a kaloropropinem končí. Kalotropogenin může být produkován stejným způsobem jako digitoxigenin, avšak mechanismus produkce kalotropinu a digitoxinu z těchto geniny rozchází se. Není dobře studováno, jak se kalotropin vyrábí z jeho prekurzoru kalotropogeninu.[3][4]

Toxicita

Sodno-draselné čerpadlo

Mechanismus účinku

Cardenolidy, jako je kalotropin, inhibují sodno-draselné čerpadlo, Na+/ K.+-ATPase. Tento enzym je zodpovědný za aktivní transport iontů sodíku a draslíku přes buněčnou membránu. Tento proces také pomáhá regulovat klidový potenciál a objem buňky. Inhibice tohoto enzymu v srdeční tkáni se navrhuje jako receptor pro kalotropin a srdeční glykosidy obecně, což je zodpovědné za toxické účinky.[3][5] Inhibice Na+/ K.+-ATPáza způsobuje zvýšení sodíku uvnitř buňky a působením výměník sodíku a vápníku (NCX) také zvyšuje koncentraci vápníku. Kalotropin má výraznější účinek na myokard než na kosterních svalech, protože tyto buňky mají více aktivních proteinů NCX.[6] To umožňuje vyšší Srdeční výdej srdečními svaly, ale může také vést k arytmie, který se zhoršuje nárůstem náboje, který se vyvíjí, když Na+/ K.+-ATPáza je inhibována.[7]

Příznaky a bioaktivita

Otrava může způsobit řadu nepříjemných příznaků, včetně bolesti břicha, nadýmání, průjmu, třesu svalů, záchvaty a smrt.[8] Smrt může být způsobena krvácení v plicích, respirační selhání nebo srdeční selhání. Příznaky mohou začít již dvě hodiny po požití a mohou přetrvávat hodiny nebo dny.[5] Požití není vždy smrtelné a rostliny rodu Calotropis byly v Indii dlouho používány jako lidový lék.[9]

Přírodní zdroje

Monarch motýl housenky krmení druh mléka listy

Rostliny

Kalotropin je primárně generován rostlinami v Asclepiadoideae rodiny a lze je získat nebo izolovat z rostlinných extraktů Calotropis gigantea a Calotropis procera. Rostliny Asclepiadoideae jsou běžně považovány za jedovaté a jsou běžné po celém světě. Kalotropin se nachází v latex,[9] listy a kořenová kůra.[2] Požití těchto rostlin je toxické savci a může být život ohrožující.[8]

Hmyz

Monarchové motýli jsou jedním z mnoha druhů hmyzu, který se živí rostlinami mléčných řas.[10] Tyto motýly se živí severní Amerika druh mléka (Asclepias ) rostliny. Tyto mléčné rasy souvisí s indický a Severoafrický mléčné rasy (Calotropis ), které konzumuje kobylka severoafrická Poekilocerus bufonis.[11] Tento hmyz se přizpůsobil toxicitě mléčného kalu, je schopen bezpečného sekvestrace cardenolides z mléčné trávy v žlázách nebo tkáních během jejich raná stadia vývoje.[12] Hmyz primárně zadržuje kaloropropin a kalaktin (a konfigurační izomer ), i když v rostlinném latexu a listech existují další kardenolidy. Tyto jedy, i když nejsou škodlivé pro hmyz, z něj činí nechutný ptactvo a savců, a proto slouží jako obranný mechanismus. Monarchové motýly také ukládají několik nestálý pyraziny, které vydávají zápach, což je a varovný signál dravcům, aby se hmyzu vyhnuli.[11] P. bufonis je schopen využívat kaloropropin ve svém obranném spreji.[3]

Viz také

Reference

  1. ^ „Haz-Map Kategorie Podrobnosti“. hazmap.nlm.nih.gov. Citováno 2018-04-25.
  2. ^ A b 1949-, Daniel, M. (Mammen) (2006). Léčivé rostliny: chemie a vlastnosti. Enfield, NH: Science Publishers. ISBN  1578083958. OCLC  61456768.CS1 maint: číselné názvy: seznam autorů (odkaz)
  3. ^ A b C Agrawal, Anurag A .; Petschenka, Georg; Bingham, Robin A .; Weber, Marjorie G .; Rasmann, Sergio (31.01.2012). „Toxic cardenolides: chemická ekologie a koevoluce specializovaných interakcí rostlin a býložravců“. Nový fytolog. 194 (1): 28–45. doi:10.1111 / j.1469-8137.2011.04049.x. ISSN  0028-646X. PMID  22292897.
  4. ^ Bauer, Peter; Munkert, Jennifer; Brydziun, Margareta; Burda, Edyta; Müller-Uri, Frieder; Gröger, Harald; Muller, Yves A .; Kreis, Wolfgang (2010). „Vysoce konzervované geny pro progesteron 5β-reduktázu (P5βR) z angiospermů produkujících 5β-kardenolid a 5β-kardenolid“. Fytochemie. 71 (13): 1495–1505. doi:10.1016 / j.phytochem.2010.06.004. ISSN  0031-9422. PMID  20598327.
  5. ^ A b Pubchem. "Calotropin". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 2018-04-26.
  6. ^ „NA + / K + -ATPáza a inhibitory (digoxin) - farmakoterapie“. www.pharmacorama.com. Citováno 2018-04-30.
  7. ^ Hoyer, Kirsten; Song, Yejia; Wang, Desuo; Phan, Dillon; Balschi, James; Ingwall, Joanne S .; Belardinelli, Luiz; Shryock, John C. (2011-05-01). "Snížení proudu pozdního sodíku zlepšuje srdeční funkce během inhibice sodíkové pumpy přípravkem Ouabain". Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 337 (2): 513–523. doi:10.1124 / jpet.110.176776. PMID  21325441.
  8. ^ A b „Průvodce po jedovatých rostlinách - Vysoká škola veterinárního lékařství a biomedicínských věd - Colorado State University“. csuvth.colostate.edu. Citováno 2018-04-25.
  9. ^ A b Upadhyay RK. Ethnomedicinální, farmaceutické a pesticidní použití Calotropis procera (Aiton) (čeleď: Asclepiadaceae). Int J Green Pharm 2014; 8: 135-46.
  10. ^ Giller, Geoffrey (04.11.2015). „Motýli zneškodňují toxiny mléčné trávy“. Vědec. Citováno 2018-04-25.
  11. ^ A b Morgan, David E. (2010). Biosyntéza u hmyzu (Advanced ed.). Cambridge: Royal Society of Chemistry. ISBN  9781847558084. OCLC  664322798.
  12. ^ Komplexní chemie přírodních produktů. Barton, Derek H. R., 1918-1998., Nakanishi, Koji, 1925, Meth-Cohn, Otto., 中西, 香 爾, (1925-) (1. vyd.). Amsterdam: Elsevier. 1999. ISBN  008042709X. OCLC  38765050.CS1 maint: ostatní (odkaz)