Kyselina domoová - Domoic acid

Kyselina domoová
Kyselina domoová.svg
Jména
Název IUPAC
(2S,3S,4S)-4-[(2Z,4E,6R) -6-karboxyhepta-2,4-dien-2-yl] -3- (karboxymethyl) pyrrolidin-2-karboxylová kyselina
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.159.099 Upravte to na Wikidata
UNII
Vlastnosti
C15H21NÓ6
Molární hmotnost311.334 g · mol−1
Hustota1,273 g / cm3
Tlak páry2.62×10−16 mmHg (34,9 fPa)
Nebezpečí
R-věty (zastaralý)R20 R21 R22
S-věty (zastaralý)S36 S37
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

Kyselina domoová (DA) je kyselina kainová -typ neurotoxin to způsobuje amnézia otravy měkkýšů (ASP).[1] Vyrábí se řasy a hromadí se měkkýši, sardinky, a ančovičky. Když lachtani, vydry, kytovci, lidé a další predátoři jedí kontaminovaná zvířata, může dojít k otravě. Vystavení této sloučenině ovlivňuje mozek, což způsobuje záchvaty a možná i smrt.[2]

Dějiny

Kyselina domoová se v historii používala jen málo, kromě in Japonsko, kde byl použit jako anthelmintikum Kyselina dómová byla poprvé izolována v roce 1959 z druhu červených řas, Chondria armata, v Japonsku; běžně označované jako "doumoi" (v Tokunošima dialektové slovo) nebo "hanayanagi". Otravy v historii byly vzácné nebo nezdokumentované; předpokládá se však, že nárůst lidské činnosti má za následek rostoucí frekvenci škodlivých účinků květy řas podél pobřeží v posledních letech. V roce 2015 bylo severoamerické pobřeží Pacifiku silně zasaženo řasovým květem, který se skládal převážně z rozsivky pennate, která produkuje kyselinu domoovou, Pseudo-nitzschia. V důsledku toho byly u uvízlých mořských savců měřeny zvýšené hladiny kyseliny domoové, což vedlo k uzavírání pláží a poškozovalo lov žraloků, krabů a krabů Dungeness.[3]

V roce 1961 zaútočili mořští ptáci na Capitola oblast v Kalifornie, a ačkoli se to nikdy nepotvrdilo, předpokládalo se, že jsou pod vlivem kyseliny domoové.[4]

V roce 1987 Ostrov prince Edwarda V Kanadě došlo k otravě měkkýšů s následkem 3 úmrtí. Modré mušle (Mytulis edulis) obviňováni z kontaminace kyselinou domoovou.[5]

Předpokládá se, že kyselina domoová byla účastníkem incidentu, ke kterému došlo 22. června 2006, kdy a Kalifornský hnědý pelikán proletěl čelním sklem automobilu na Pacific Coast Highway.[6]

V pátek 14. června 2019 byl teenager napaden a zraněn lachtan která byla údajně pod vlivem kyseliny domoové v roce 2006 Pláž Pismo na centrální Kalifornie pobřeží [7]

Chemie

Všeobecné

Kyselina domoová je strukturním analogem kyselina kainová, prolin a endogenní excitační neurotransmiter glutamát.[8] Ohfune a Tomita, kteří chtěli prozkoumat její absolutní stereochemii, byli první a jediní, kteří v roce 1982 syntetizovali kyselinu domoovou.[1]

Biosyntéza

V roce 1999 pomocí 13C - a 14C - prekurzory značené biosyntézou kyseliny domoové v rodu rozsivek Pseudo-nitzschia byl zkoumán. Po přidání [1,2-13C2] -acetátu ukázala NMR spektroskopie obohacení každého uhlíku v kyselině domoové, což naznačuje inkorporaci uhlíkových izotopů. Toto obohacení bylo v souladu se dvěma biosyntetickými cestami. Způsob značení určoval, že kyselina domoová může být biosyntetizována pomocí isoprenoid meziprodukt v kombinaci s a trikarboxylová kyselina (TCA) cyklus střední.[9]

V roce 2018 se pomocí růstových podmínek, o nichž je známo, že indukují produkci kyseliny domoové v Multisérie Pseudo-nitzschia, transkriptomové sekvenování úspěšně identifikovalo kandidátské geny pro biosyntézu kyseliny domoové odpovědné za pyrrolidinové jádro.[10] Tyto geny pro biosyntézu kyseliny domoové neboli enzymy „Dab“ byly heterologně exprimovány, charakterizovány a anotovány jako dabA (terpenová cykláza), dabB (hypotetický protein), dabC (α-ketoglutarát-dependentní dioxygenáza) a dabD (CYP450).

Zjednodušená biosyntetická cesta s kyselinou domoovou, se všemi příslušnými strukturami, enzymy a kofaktory uvedenými podle popisu v Brunson et. al., ve svém článku „Biosyntéza neurotoxinové kyseliny domoové v rozsivce vytvářející květ“. [10]

Biosyntéza kyseliny domoové začíná DabA katalyzovanou geranylací kyseliny L-glutamové (L-Glu) geranylpyrofosfátem (GPP) za vzniku N-geranyl-L-glutamová kyselina (L-NGG). DabD poté provede tři po sobě následující oxidační reakce na 7'-methylu L-NGG za vzniku 7'-karboxy-L-NGG, který je potom cyklizován DabC za vzniku přirozeně se vyskytující isodomové kyseliny A. Nakonec by mohla konvertovat necharakterizovaná izomeráza kyselina isodomová A na kyselinu domoovou. Je zapotřebí dalšího výzkumu k vyřešení konečné izomerační reakce k dokončení cesty k kyselině domoové.

Syntéza

Syntéza kyseliny domoové, jak ji popsali Jonathan Clayden, Benjamin Read a Katherine R. Hebditch ve svém článku Chemistry of domoic acid, isodomoic acid, and their analogy.[1]

Použitím meziproduktů 5 a 6 se Diels-Alderovou reakcí získá bicyklická sloučenina (7). 7 poté podstoupil ozonolýzu k otevření šestičlenného kruhu vedoucího k selenidu (8). 8 byl poté deselenován za vzniku 9 (E-9 a Z-9), což nakonec vedlo k tvorbě (-) kyseliny domoové.[1]

Mechanismus účinku

Účinky kyseliny domoové byly přisuzovány několika mechanismům, ale ten znepokojivý je již glutamátové receptory. Kyselina domoová je excitační aminokyselinový analog glutamátu; neurotransmiter v mozku, který aktivuje receptory glutamátu. Kyselina domoová má velmi silnou afinitu k těmto receptorům, což vede k excitotoxicita zahájeno integrační akcí dne ionotropní glutamátové receptory na obou stranách synapsí, spojené s účinkem blokování kanálu před rychlou desenzibilizací. Kromě toho existuje synergický účinek s endogenními agonisty receptoru glutamátu a N-methyl-D-aspartátu, který přispívá k excitotoxicitě.

V mozku kyselina domoová zvláště poškozuje hipokampus a amygdaloid jádro. Aktivací poškozuje neurony AMPA a kainátové receptory, což způsobuje příliv vápníku. Přestože vápník proudí do buněk je normální, nekontrolované zvýšení vápníku způsobuje degeneraci buněk. Protože může být hipokampus vážně poškozen, dochází ke ztrátě krátkodobé paměti. Může také způsobit poškození ledvin - dokonce i na úrovních považovaných za bezpečné pro lidskou spotřebu, odhalila nová studie na myších. Ledvina je postižena stokrát nižší než povolená koncentrace FDA předpisy.[11][12]

Příznaky kyseliny domoové
LidéZvířata
zvracenítkaní hlavy
nevolnostzáchvaty
průjem a křeče v břiše
do 24 hodin od požití		vypoulené oči
bolest hlavyhlen z úst
závraťdezorientace
zmatek, dezorientacesmrt
ztráta krátkodobé paměti
motorická slabost
záchvaty
hojné respirační sekrece
srdeční arytmie
kóma a možná smrt
Odkazy pro všechny, pokud není uvedeno jinak: [5]

Toxikologie

Květy řas produkující řasy jsou spojovány s fenoménem amnézia otravy měkkýšů (ASP). Kyselina domoová může bioakumulovat v mořských organismech, jako jsou měkkýši, ančovičky a sardinky, které se živí fytoplankton je známo, že produkuje tento toxin. Může se akumulovat ve vysokých koncentracích v tkáních těchto napáječů planktonu, když mají toxické fytoplanktony vysokou koncentraci v okolních vodách. neurotoxin který inhibuje neurochemické procesy, způsobující ztrátu krátkodobé paměti, poškození mozku a v závažných případech smrt u lidí. U mořských savců způsobuje kyselina domoová záchvaty a třes.

Studie prokázaly, že u lidí při hladinách 0,5 mg / kg tělesné hmotnosti nedochází k žádným symptomatickým účinkům. V roce 1987 byly u lidí, kteří onemocněli (tři z nich zemřeli), zaznamenány otravy kyselinou domoovou na ostrově Prince Edwarda v rozmezí 0,31–1,28 mg / kg svalové tkáně. Nebezpečné hladiny kyseliny domoové byly vypočítány na základě případů, jako je ten na ostrově prince Edwarda. Přesný LD50 pro člověka není znám; pro myši LD50 je 3,6 mg / kg.[5]

Nový výzkum zjistil, že kyselina domoová je tepelně odolný a velmi stabilní toxin, který může poškodit ledviny při koncentracích, které jsou stokrát nižší než koncentrace, která způsobuje neurologické účinky.[12]

Diagnostika a prevence

Aby bylo možné diagnostikovat a léčit v případě otravy, musí být nejprve detekována kyselina domoová. Metody jako ELISA nebo vývoj sondy s polymerázová řetězová reakce (PCR) lze použít k detekci toxinu nebo organismu produkujícího tento toxin.[13]

Pro kyselinu domoovou není k dispozici žádné známé antidotum. Pokud tedy dojde k otravě, doporučuje se rychle jít do nemocnice. Vaření nebo zmrazování zasažených ryb nebo měkkýšů, které jsou kontaminovány kyselinou domoovou, toxicitu nesnižuje.[14]

Z hlediska veřejného zdraví by koncentrace kyseliny domoové v měkkýších a částech měkkýšů v místě prodeje neměla překročit současný přípustný limit 20 mg / kg tkáně. Kromě toho je při zpracování měkkýšů důležité věnovat pozornost faktorům stavu prostředí.[15]

Popová kultura

18. srpna 1961 v Capitola a Santa Cruz, Kalifornie došlo k invazi toho, co lidé popsali jako chaotické mořské ptáky. Předpokládalo se, že tito ptáci jsou pod vlivem kyseliny domoové, což inspirovalo scénu Alfred Hitchcock celovečerní film Ptáci.[16]

Kyselina domoová byla navíc použita k otrávení svědka v Základní Sezóna 1 Epizoda 13: „The Red Team“.[17]

Kyselina domoová předstihla tábor Kikiwaka, což způsobilo, že táborníci vyvinuli v televizním seriálu bizarně pozměněné osobnosti. Bunk'd Sezóna 2 Episode 10.[Citace je zapotřebí ]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d Clayden J, Read B, Hebditch KR (2005). "Chemie kyseliny domoové, isodomových kyselin a jejich analogů". Čtyřstěn. 24 (61): 5713–24. doi:10.1016 / j.tet.2005.04.003.
  2. ^ „Toxicita kyselinou domoovou“. Centrum mořských savců. Citováno 2. dubna 2015.
  3. ^ McCabe RM, Hickey BM, Kudela RM, Lefebvre KA, Adams NG, Bill BD, Gulland FM, Thomson RE, Cochlan WP, Trainer VL (říjen 2016). „Nebývalý toxický růst řas po celém pobřeží spojený s neobvyklými podmínkami oceánu“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 43 (19): 10366–10376. Bibcode:2016GeoRL..4310366M. doi:10.1002 / 2016 GL070023. PMC  5129552. PMID  27917011.
  4. ^ „KYSELINA DOMOICOVÁ - hlavní problém milovníků měkkýšů ve státě Washington“. Washingtonské ministerstvo pro ryby a divokou zvěř. Archivovány od originál dne 3. prosince 2013. Citováno 12. dubna 2015.
  5. ^ A b C Gilbert S. "Kyselina domoová". Toxipedia. Citováno 15. dubna 2015.
  6. ^ „Možná opilý pelikán narazí na čelní sklo“. Zprávy NBC. 2006-06-24. Citováno 12. dubna 2015.
  7. ^ "'Byl to jen úplný strach ': dospívající z Kalifornie popisuje, že byl napaden lachtanem “. ABC News. Citováno 21. června 2019.
  8. ^ Cendes F, Andermann F, Carpenter S, Zatorre RJ, Cashman NR (leden 1995). „Epilepsie spánkového laloku způsobená intoxikací kyselinou domoovou: důkazy o excitotoxicitě zprostředkované glutamátovým receptorem u lidí“. Annals of Neurology. 37 (1): 123–6. doi:10,1002 / analog. 410370125. PMID  7818246. S2CID  22318425.
  9. ^ Ramsey UP, Douglas DJ, Walter JA, Wright JL (1999). "Biosyntéza kyseliny domoové rozsivkou Pseudo-nitzschia multiseries". Přírodní toxiny. 6 (3–4): 137–46. doi:10.1002 / (sici) 1522-7189 (199805/08) 6: 3/4 <137 :: aid-nt28> 3.0.co; 2-l. PMID  10223629.
  10. ^ A b Brunson JK, McKinnie SM, Chekan JR, McCrow JP, Miles ZD, Bertrand EM, Bielinski VA, Luhavaya H, Oborník M, Smith GJ, Hutchins DA, Allen AE, Moore BS (září 2018). „Biosyntéza neurotoxinové kyseliny domoové v rozsivce vytvářející květ“. Věda. 361 (6409): 1356–1358. Bibcode:2018Sci ... 361.1356B. doi:10.1126 / science.aau0382. PMC  6276376. PMID  30262498.
  11. ^ Pulido OM (květen 2008). „Toxikologická patologie kyseliny domoové: recenze“. Marine Drugs. 6 (2): 180–219. doi:10,3390 / md20080010. PMC  2525487. PMID  18728725.
  12. ^ A b Smith T. „Toxin v mořských plodech způsobuje poškození ledvin u myší na úrovních považovaných za bezpečné pro konzumaci“. avante lékařské centrum.
  13. ^ „Detekce a analýza mořských biotoxinů“. Severozápadní rybářské vědecké centrum. Archivovány od originál dne 04.03.2016. Citováno 2015-04-30.
  14. ^ „Kyselina domoová - hlavní problém milovníků měkkýšů ve státě Washington“. washingtonské oddělení ryb a divoké zvěře. Archivovány od originál dne 03.12.2013. Citováno 2012-04-08.
  15. ^ Kumar KP, Kumar SP, Nair GA (květen 2009). „Posouzení rizik amnezického jedu měkkýšů, kyseliny domoové, na zvířatech a lidech“. Journal of Environmental Biology. 30 (3): 319–25. PMID  20120452.
  16. ^ Bargu S, Silver MW, Ohman MD, Benitez-Nelson CR, Garrison DL (2011). „Záhada za Hitchcockovými ptáky“. Nature Geoscience. 5 (1): 2–3. Bibcode:2012NatGe ... 5 .... 2B. doi:10.1038 / ngeo1360.
  17. ^ „Elementary S01e13 Episode Script | SS“. Springfield! Springfield!.

externí odkazy