Maitotoxin - Maitotoxin

Nesmí být zaměňována s mitotoxin.
Maitotoxin
Maitotoxinová 2D struktura.svg
Model vyplňování prostoru molekuly maitotoxinu
Jména
Název IUPAC
disodný; [(1R, 3S, 5R, 7S, 8R, 9R, 10S, 12R, 14S, 16S, 17R, 18R, 19R, 21R, 22R) -19 - [(2R, 3R, 4R, 4aS, 6S, 7R , 8aS) -6 - [(1R, 3R) -4 - [(2S, 3R, 4R, 4aS, 6R, 7R, 8aS) -6 - [(1R, 3S, 5R, 7S, 9R, 10R, 12R, 13S, 14S, 16R, 19S, 21S, 23R, 25S, 28S, 30S) -25 - [(1S, 3R, 5S, 7R, 9S, 11S, 14R, 16S, 18R, 20S, 21Z, 24R, 26S, 28R , 30S, 32R, 34S, 35R, 37S, 39R, 42S, 44R) -11 - [(1S, 2R, 4R, 5S) -1,2-dihydroxy-4,5-dimethylokt-7-enyl] -35- hydroxy-14,16,18,32,34,39,42,44-oktamethyl-2,6,10,15,19,25,29,33,38,43-dekaoxadekacyklo [22.21.0.03,20.05,18.07, 16.09,14.026,44,028,42,030,39,032,37] pentatetracont-21-en-34-yl] -9,13-dihydroxy-3,7,14,19,30-pentamethyl-2,6,11,15,20 22,27-heptaoxaheptacyklo [17.12.0.03,16.05,14.07,12.021,30,023,28] hentriacontan-10-yl] -3,4,7-trihydroxy-2,3,4,4a, 6,7,8, 8a-oktahydropyrano [3,2-b] pyran-2-yl] -l, 3-dihydroxybutyl] -3,4,7-trihydroxy-2,3,4,4a, 6,7,8,8a-oktahydropyrano [ 3,2-b] pyran-2-yl] -7 - [(2S, 3R) -2,3-dihydroxy-3 - [(1S, 3R, 5S, 6S, 7R, 8S, 10R, 11R, 13S, 15R, 17S, 19R, 21R, 22S, 24S, 25S, 26R) -6,7,11,21,25-pentahydroxy-13,17-dimethyl-8 - [(E, 2R, 4S, 5R, 7S, 8R) , 9R, 11R) -5,8,11,15-tetrahydr oxy-4,9,13-trimethyl-12-methyliden-7-sulfonatooxypentadec-13-en-2-yl] -4,9,14,18,23,27-hexaoxahexacyklo [13.12.0.03,13.05,10.017,26.019 , 24] heptakosan-22-yl] propyl] -9,17,18,22-tetrahydroxy-2,6,11,15,20-pentaoxapentacyklo [12.8.0.03,12.05,10.016,21] docosan-8-yl] síran[1]
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.227.039 Upravte to na Wikidata
KEGG
UNII
Vlastnosti
C164H256Ó68S2Na2
Molární hmotnost3422 g / mol
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Maitotoxin (nebo MTX) je velmi silný toxin produkovaný Gambierdiscus toxicus, a dinoflagellate druh. Maitotoxin je tak silný, že bylo prokázáno, že intraperitoneální injekce 130 ng / kg byla u myší smrtelná.[2] Maitotoxin byl pojmenován od ciguateric Ryba Ctenochaetus striatus —Zvaný "maito" v Tahiti —Z nichž byl maitotoxin izolován poprvé. Později se ukázalo, že maitotoxin je ve skutečnosti produkován dinoflagelátem Gambierdiscus toxicus.

Mechanismus toxicity

Maitotoxin aktivuje extracelulárně vápníkové kanály, což vede ke zvýšení hladin cytosolického Ca2+ ionty.[3] Přesný molekulární cíl maitotoxinu není znám, ale předpokládá se, že se maitotoxin váže na plazmatická membrána Ca2+ ATPáza (PMCA) a změní jej na iontový kanál, podobně jak palytoxin otočí Na+/ K.+-ATPase do iontového kanálu.[4] Nakonec, a nekroptóza kaskáda je aktivována, což má za následek blábnutí membrány a nakonec lýza buněk.[5] Maitotoxin může nepřímo aktivovat vazbu vápníku proteázy calpain-1 a calpain-2, přispívající k nekróze.[6] The toxicita maitotoxinu u myší je nejvyšší u neproteinových toxinů: LD50 je 50 ng / kg.

Molekulární struktura

The molekula sám o sobě je systém 32 kondenzovaných kruhů. Připomíná to velké mastné kyseliny řetězy a je pozoruhodné, protože je to jeden z největších a nejsložitějšíchprotein, ne-polysacharid molekuly produkované jakoukoli organismus. Maitotoxin zahrnuje 32 éter prsteny, 22 methylové skupiny, 28 hydroxylové skupiny a 2 kyselina sírová estery a má amfipatický struktura.[7][8][9] Jeho struktura byla stanovena pomocí analýzy pomocí nukleární magnetická rezonance na Tohoku University, Harvardská Univerzita a Tokijská univerzita v kombinaci s hmotnostní spektrometrie a syntetické chemické metody. Andrew Gallimore a Jonathan Spencer však zpochybnili strukturu maitotoxinu v jediném kruhovém spojení (spojení J – K) na základě čistě biosyntetických úvah a jejich obecného modelu pro biogenezi mořských polyetherů.[10] K. C. Nicolaou a Michael Frederick tvrdí, že i přes tento biosyntetický argument může být původně navržená struktura stále správná.[11] Spor dosud nebyl[potřebuje aktualizaci ] bude vyřešeno.

Biosyntéza

Molekula je produkována v přírodě prostřednictvím a polyketid syntáza cesta.[10]

Celková syntéza

Od roku 1996 je výzkumná skupina Nicolaou zapojena do úsilí o syntézu molekuly prostřednictvím celková syntéza [12][13][14][15] i když je projekt v současné době pozastaven kvůli nedostatku finančních prostředků.[16]

Viz také

Reference

  1. ^ „CID 56928087“. PubChem. Národní lékařská knihovna. Citováno 21. července 2020.
  2. ^ Yokoyama, A; et al. (1988). "Některé chemické vlastnosti maitotoxinu, domnělého agonisty kalciového kanálu izolovaného z mořského dinoflagelátu". J. Biochem. 104 (2): 184–187. doi:10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a122438. PMID  3182760.
  3. ^ Ohizumi, Y; Yasumoto, T (1983). „Kontrakce a zvýšení obsahu vápníku ve tkáních vyvolané maitotoxinem, nejúčinnějším známým mořským toxinem, ve střevní hladké svalovině“. British Journal of Pharmacology. 79 (1): 3–5. doi:10.1111 / j.1476-5381.1983.tb10485.x. PMC  2044839. PMID  6871549.
  4. ^ Sinkins, W. G.; Estacion, M; Prasad, V; Goel, M; Shull, G.E; Kunze, D. L; Schilling, W. P (2009). „Maitotoxin přeměňuje plazmatické čerpadlo Ca2 + na kanál neselektivní kationový kanál, který je propustný pro Ca2 +“. American Journal of Physiology. Fyziologie buněk. 297 (6): C1533–43. doi:10.1152 / ajpcell.00252.2009. PMC  2793065. PMID  19794142.
  5. ^ Estacion, M & Schilling, WP (2001). "Maitotoxinem indukovaná tvorba membrán a buněčná smrt v endoteliálních buňkách skotu aorty". Fyziologie BMC. 1: 2. doi:10.1186/1472-6793-1-2. PMC  32181. PMID  11231888.
  6. ^ Wang, K .; et al. (1996). „Maitotoxin indukuje aktivaci calpainu v buňkách neuroblastomu SH-SY5Y a cerebrocortical kulturách“. Oblouk. Biochem. Biophys. 331 (2): 208–214. doi:10.1006 / abbi.1996.0300. PMID  8660700.
  7. ^ Murata, M; et al. (1994). "Struktura a částečné stereochemické přiřazení pro maitotoxin, nejtoxičtější a největší přírodní nebiopolymer". J. Am. Chem. Soc. 116 (16): 7098–7107. doi:10.1021 / ja00095a013.
  8. ^ Sasaki, M; et al. (1996). "Kompletní struktura maitotoxinu, I; Konfigurace postranního řetězce C1-C14". Angew. Chem. Int. Vyd. Angl. 35 (15): 1672–1675. doi:10.1002 / anie.199616721.
  9. ^ Kishi, Y (1998). "Kompletní struktura maitotoxinu". Pure Appl. Chem. 70 (2): 339–344. doi:10.1351 / pac199870020339.
  10. ^ A b Gallimore AR, Spencer JB (2006). „Stereochemická uniformita v mořských polyetherových žebřících - důsledky pro biosyntézu a strukturu maitotoxinu“. Angew. Chem. Int. Vyd. Angl. 45 (27): 4406–4413. doi:10.1002 / anie.200504284. PMID  16767782.
  11. ^ Nicolaou KC, Frederick MO (2007). "O struktuře maitotoxinu". Angew. Chem. Int. Vyd. Angl. 46 (28): 5278–82. doi:10.1002 / anie.200604656. PMID  17469088.
  12. ^ Nicolaou K. C., Cole Kevin P., Frederick Michael O., Aversa Robert J., Denton Ross M. (2007). „Chemická syntéza kruhového systému GHIJK a další experimentální podpora původně přiřazené struktury maitotoxinu“. Angew. Chem. Int. Vyd. 46: 8875–8879. doi:10.1002 / anie.200703742.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  13. ^ Nicolaou K. C. (2008). „Chemická syntéza kruhového systému maitotoxinu GHIJKLMNO“. Journal of the American Chemical Society. 130: 7466–7476. doi:10.1021 / ja801139f.
  14. ^ Nicolaou K. C. (2010). "Syntéza ABCDEFG kruhového systému maitotoxinu". Journal of the American Chemical Society. 132: 6855–6861. doi:10.1021 / ja102260q. PMC  2880607.
  15. ^ Nicolaou K. C. (2014). „Syntéza a biologické hodnocení domén maitotoxinu QRSTUVWXYZA“. Journal of the American Chemical Society. 136: 16444–16451. doi:10.1021 / ja509829e.
  16. ^ Chemická nejtěžší výzva celkové syntézy pozastavena nedostatkem finančních prostředků Katrina Kramer 15. ledna 2015 Chemistry World http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/01/chemistry-grandest-total-synthesis-challenge-maitotoxin-put-hold-lack-funds

Další čtení

  • JP JOSHI, Maitland (2004). Organic Chemistry, třetí vydání. W. W. Norton & Company. ISBN  978-0-393-92408-4.