α-Аманитин
Имена | |
---|---|
Другие имена
(циклический L -аспарагинил-4-гидрокси -L -проли-( R )-4,5-дигидрокси- L -изолейцил-6-гидрокси-2-меркапто -L -триптофилглицил -L -изолейцилглицил- L -цистеинил) циклический ( 4 → 8)-сульфид( R ) -S -оксид.
| |
Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
КЭБ | |
ХимическийПаук | |
Информационная карта ECHA | 100.041.287 |
ПабХим CID
|
|
НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
Характеристики | |
С 39 Ч 54 Н 10 О 14 С | |
Молярная масса | 918.97 g/mol |
Хороший | |
Опасности | |
Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности
|
Высокотоксичный |
СГС Маркировка : | |
Х300 , Х310 , Х330 , Х373 | |
P260 , P262 , P264 , P270 , P271 , P280 , P284 , P301+P310 , P302+P350 , P304+P340 , P310 , P314 , P320 , P321 , P322 , P330 , P361 , П363 , П403+П233 , П405 , П501 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
α-Аманитин ( альфа -Аманитин ) представляет собой циклический пептид из восьми аминокислот . Это, возможно, самый смертоносный из всех аматоксинов , токсинов, обнаруженных в нескольких видах грибов рода Amanita , одним из которых является смертельный колпак ( Amanita phalloides ), а также ангел-разрушитель , комплекс подобных видов, главным образом A. virosa и A. . биспоригера . Он также обнаружен в грибах Galerina Marginata , Lepiota subincarnata и Conocybe filaris . Пероральная LD 50 аманитина составляет 100 мкг/кг для крыс.
В отличие от большинства циклических пептидов , аматоксины (и фаллотоксины ) синтезируются на рибосомах . Гены, кодирующие пропротеин α-аманитина, принадлежат к тому же семейству, что и гены, кодирующие фаллацидин ( фаллотоксин ). [ 1 ]
Научное использование
[ редактировать ]α-Аманитин является селективным ингибитором РНК-полимеразы II и III но не I. , [ 2 ] [ 3 ] Этот механизм делает его смертельным токсином. [ нужна ссылка ]
α-Аманитин также можно использовать для определения того, какие типы РНК-полимеразы присутствуют. Это делается путем тестирования чувствительности полимеразы в присутствии α-аманитина. РНК-полимераза I нечувствительна, РНК-полимераза II высокочувствительна (ингибируется при 1 мкг/мл), РНК-полимераза III умеренно чувствительна (ингибируется при 10 мкг/мл), а РНК-полимераза IV слабо чувствительна (ингибируется при 50 мкг/мл). [ нужна ссылка ] [ 4 ] [ 5 ]
Химическая структура
[ редактировать ]α-аманитин представляет собой сильно модифицированный бициклический октапептид, состоящий из внешней и внутренней петель. Внешняя петля образована пептидными связями между карбоксильным концом аминокислоты и последующим аминоконцом следующего остатка. Внутренняя петля замыкается триптатиониновой связью между 6- гидрокситриптофаном и цистеином . Кроме того, α-аманитин декорирован модифицированными аминокислот боковыми цепями ( 2S , 3R ,4R ) -4,5-дигидрокси- изолейцина , транс -4- гидроксипролина , что придает ему высокое сродство к РНК-полимеразе II. и III . [ 6 ]
Методы обнаружения
[ редактировать ]Ранние методы обнаружения альфа-аманитина включали тонкослойную хроматографию (ТСХ). В большинстве систем растворителей, используемых в ТСХ, альфа-аманитин и бета-аманитин перемещаются с разной скоростью, что позволяет индивидуально идентифицировать каждый токсин. Еще одним ранним методом был тест Мейкснера (также известный как тест Виланда), который обнаруживал аматоксины, но также давал ложноположительные результаты для некоторых соединений, таких как псилоцин . [ 7 ] Также был разработан капиллярный зональный электрофорез , но он не обладал достаточной чувствительностью для клинических образцов, но был достаточен для экстрактов грибов. [ 8 ]
Совсем недавно использование высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) стало предпочтительным методом, который обеспечивает лучшее разрешение, воспроизводимость и более высокую чувствительность. [ 9 ] С ВЭЖХ можно использовать ряд детекторов, например УФ- или масс-спектрометрию .
Еще в 1980-х годах анализы на основе антител ( иммуноанализы ) были разработаны для аманитина (но чаще распознают аматоксины, поскольку антитела перекрестно реагируют с некоторыми из его конгенеров ). Самыми ранними иммуноанализами были радиоиммуноанализы , а затем иммуноферментные анализы ( ИФА ). Совсем недавно, в 2020 году, латерального потока на основе моноклональных антител (похожий на тест на беременность), который позволяет быстро и выборочно обнаруживать аматоксины в грибах. был разработан иммуноанализ [ 10 ] и в образцах мочи. [ 11 ]
Полный синтез
[ редактировать ]Матинху и др. разработали стратегии преодоления трех синтетических препятствий на пути к созданию альфа-аманитина в 2018 году. [ 12 ] Сначала энантиоселективный синтез твердофазного пептидного синтеза , совместимого с (2S , 3R , 4R ) был осуществлен -4,5-дигидроксиизолейцином, из 2-(бензилокси)ацетальдегида. Два ключевых этапа, определяющих стереохимию, включают кротилирование по Брауну в ( 3R , 4R )-положениях и асимметричный синтез аминокислот Стрекера по ( 2S ) -α-углероду . [ 13 ] Во-вторых, хемоселективное закрытие внутреннего кольца путем фторциклизации между 6-гидрокситритофаном и цистеином достигалось с помощью внутрикольцевой реакции Сэвиджа-Фонтаны. Для этого требуется твердофазный пептид, совместимый с синтезом пептидов, и метилиминодиуксусная кислота (MIDA), защитная группа бора, ортогональная аминокислота в 5 этапов. [ 12 ] В качестве заключительного этапа было достигнуто энантиоселективное окисление по триптатиониновой связи с использованием объемистого органического окислителя и оптимизированной системы растворителей для получения желаемого биореактивного ( R ) -энантиомерного сульфоксида , завершая полный синтез . [ нужна ссылка ]
Симптомы отравления
[ редактировать ]α-Аманитин обладает необычайно сильным и специфическим притяжением к ферменту РНК-полимеразе II. При попадании в организм и поглощении клетками печени он связывается с ферментом РНК-полимеразой II, эффективно вызывая ( клеток цитолиз гепатоцитов печени). [ 14 ] В течение 10 часов сообщается о немногих эффектах; нередко значительные эффекты проявляются через 24 часа после приема внутрь, причем такая задержка симптомов делает отравление альфа-аманитином еще более трудным для диагностики и еще более опасным. К тому времени уже давно прошло то время, когда промывание желудка могло дать эффективный результат. Диарея и судороги — первые симптомы, но они проходят, давая ложный признак ремиссии. Обычно на 4–5-й день токсин начинает оказывать серьезное воздействие на печень и почки , приводя к полному отказу обеих систем. Смерть обычно наступает примерно через неделю после приема внутрь. [ 15 ]
Около 15% отравленных умирают в течение 10 дней, переходя от коматозной стадии к почечной недостаточности , печеночной недостаточности , печеночной коме , дыхательной недостаточности и смерти. Те, кто выздоравливает, подвергаются риску необратимого повреждения печени. [ 16 ] Диагноз сложен и устанавливается на основании клинических симптомов, а также наличия альфа-аманитина в моче . Скрининг мочи обычно наиболее полезен в течение 48 часов после приема внутрь. Лечение в основном поддерживающее ( промывание желудка , активированный уголь , инфузионная терапия ), но включает в себя различные препараты для борьбы с аматоксинами, в том числе внутривенные производные пенициллина и цефалоспорина , а в случае более частого проглатывания может распространяться на ортотопическую трансплантацию печени . Самый надежный метод лечения отравления аманитином — промывание желудка сразу после приема внутрь; однако появление симптомов, как правило, слишком поздно, чтобы этот вариант был возможен. Химически модифицированный силибинин , силибинин дигидродисукцинат динатрий (торговое название Легалон СИЛ) раствор для внутривенного введения , применяется при лечении тяжелых интоксикаций гепатотоксичными веществами, такими как парацетамол и аманитины . [ 17 ]
Механизм ингибирующего действия
[ редактировать ]Согласно анализу кристаллической структуры 2002 года, α-аманитин взаимодействует с мостиковой спиралью РНК-полимеразы II (pol II). [ 18 ] Это взаимодействие препятствует транслокации РНК и ДНК, необходимой для освобождения сайта для следующего раунда синтеза РНК. Добавление α-аманитина может снизить скорость транслокации pol II по ДНК с нескольких тысяч до нескольких нуклеотидов в минуту. [ 19 ] [ 20 ] но мало влияет на сродство pol II к нуклеозидтрифосфату, [ 21 ] и фосфодиэфирная связь все еще может образовываться. [ 22 ] [ 23 ] Мостовая спираль стала гибкой, и ее движение необходимо для транслокации полимеразы вдоль основной цепи ДНК. Связывание α-аманитина ограничивает его подвижность, следовательно, замедляя транслокацию полимеразы и скорость синтеза молекулы РНК. [ нужна ссылка ]
Использование в конъюгатах антитело-лекарственное средство
[ редактировать ]Новая технология конъюгата антитело-лекарственное средство (ADC), основанная на α-аманитине, продемонстрировала активность в резистентных к терапии опухолевых клетках, например клетках, экспрессирующих переносчики с множественной лекарственной устойчивостью, клетках, инициирующих опухоль, и неделящихся клетках в пикомолярных концентрациях. [ 24 ]
Уникальный механизм действия α-аманитина, по-видимому, делает ADC на основе аманитина подходящей токсичной нагрузкой. [ 25 ] Аманитин имеет водорастворимую структуру, в результате чего образуются АЦП с низкой склонностью к агрегации. [ 26 ] [ 27 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Халлен Х.Э., Луо Х., Скотт-Крейг Дж.С., Уолтон Дж.Д. (ноябрь 2007 г.). «Семейство генов, кодирующих основные токсины смертельных грибов мухомора» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (48): 19097–101. Бибкод : 2007PNAS..10419097H . дои : 10.1073/pnas.0707340104 . ПМК 2141914 . ПМИД 18025465 .
- ^ Группа проверки ADC (23 марта 2019 г.). «Что такое Альфа-Аманитин?» . Редакция. Обзор АЦП . Проверено 17 апреля 2020 г.
- ^ Майнеке Б., Майнеке-Тиллманн С. (май 1993 г.). «Влияние альфа-аманитина на ядерное созревание ооцитов свиньи in vitro» . Журнал репродукции и фертильности . 98 (1): 195–201. дои : 10.1530/jrf.0.0980195 . ПМИД 8345464 .
- ^ Гао З., Эррера-Каррильо Э., Берхаут Б. (сентябрь 2018 г.). «Активность РНК-полимеразы II промоторов Pol III типа 3» . Молекулярная терапия: нуклеиновые кислоты . 12 : 135–145. дои : 10.1016/j.omtn.2018.05.001 . ПМК 6023835 . ПМИД 30195753 .
- ^ Лэтчман Д. (29 марта 2018 г.). Генный контроль . Гирляндная наука. ISBN 9781136844201 .
- ^ Майнеке Б., Майнеке-Тиллманн С. (май 1993 г.). «Влияние альфа-аманитина на ядерное созревание ооцитов свиньи in vitro» . Журнал репродукции и фертильности . 98 (1): 195–201. дои : 10.1530/jrf.0.0980195 . ПМИД 8345464 .
- ^ Бойлер М., Ли Д.С., Геркин Р. (август 2004 г.). «Тест Мейкснера при обнаружении альфа-аманитина и ложноположительных реакций, вызванных псилоцином и 5-замещенными триптаминами». Анналы неотложной медицины . 44 (2): 114–20. doi : 10.1016/j.annemergmed.2004.03.017 . ПМИД 15278082 .
- ^ Брюггеманн О, Медер М, Фрайтаг Р (сентябрь 1996 г.). «Анализ аматоксинов альфа-аманитина и бета-аманитина в экстрактах поганок и жидкостях организма методом капиллярного зонального электрофореза с детектором фотодиодной матрицы». Журнал хроматографии А. 8-й Международный симпозиум по высокоэффективному капиллярному электрофорезу, часть I. 744 (1–2): 167–76. дои : 10.1016/0021-9673(96)00173-2 . ПМИД 8843665 .
- ^ Уолтон Дж. (9 мая 2018 г.). Циклические пептидные токсины мухомора и других ядовитых грибов . Чам, Швейцария. ISBN 978-3-319-76822-9 . OCLC 1035556400 .
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Бевер К.С., Адамс К.А., Хнаско Р.М., Ченг Л.В., Станкер Л.Х. (17 апреля 2020 г.). «Иммуноанализ латерального потока (LFIA) для обнаружения летальных аматоксинов грибов» . ПЛОС ОДИН . 15 (4): e0231781. Бибкод : 2020PLoSO..1531781B . дои : 10.1371/journal.pone.0231781 . ПМЦ 7164595 . ПМИД 32302363 .
- ^ Бевер К.С., Суонсон К.Д., Хамелин Э.И., Филигенци М., Поппенга Р.Х., Каае Дж. и др. (февраль 2020 г.). «Быстрое, чувствительное и точное обнаружение смертельных аматоксинов в моче на месте оказания медицинской помощи» . Токсины . 12 (2): 123. doi : 10.3390/toxins12020123 . ПМК 7076753 . ПМИД 32075251 .
- ^ Перейти обратно: а б Матинху К., Прийма А., Тодорович М., Патрик Б.О., Перрин Д.М. (май 2018 г.). «Синтез токсина смертоносного гриба α-аманитина». Журнал Американского химического общества . 140 (21): 6513–6517. дои : 10.1021/jacs.7b12698 . ПМИД 29561592 .
- ^ Мохапатра Д.К., Дас П.П., Паттанаяк М.Р., Ядав Дж.С. (февраль 2010 г.). «Иод-катализируемый высокодиастереоселективный синтез транс-2,6-дизамещенных-3,4-дигидропиранов: применение для краткого построения бициклического ядра C28-C37 (+)-сорангицина А». Химия: Европейский журнал . 16 (7): 2072–8. дои : 10.1002/chem.200902999 . ПМИД 20099288 .
- ^ Мишло Д., Лабиа Р. (1988). «Альфа-аманитин: возможный токсин, подобный субстрату самоубийства, включающий сульфоксидную часть мостикового циклопептида». Метаболизм лекарств и взаимодействие лекарств . 6 (3–4): 265–74. дои : 10.1515/dmdi.1988.6.3-4.265 . ПМИД 3078291 . S2CID 23872903 .
- ^ Мас А (февраль 2005 г.). «Грибы, аматоксины и печень». Журнал гепатологии . 42 (2): 166–9. дои : 10.1016/j.jhep.2004.12.003 . ПМИД 15664239 .
- ^ Бенджамин Д.Р. (1995). «Аматоксиновый синдром». Грибы: яды и панацеи — справочник для натуралистов, микологов и врачей . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. стр. 198–214.
- ^ Номер клинического исследования NCT00915681 «Внутривенное введение расторопши (силибинин-легалон) при печеночной недостаточности, вызванной отравлением аматоксином/мухомором» на сайте ClinicalTrials.gov.
- ^ Перейти обратно: а б Бушнелл Д.А., Крамер П., Корнберг Р.Д. (февраль 2002 г.). «Структурная основа транскрипции: сокристалл альфа-аманитин-РНК-полимеразы II с разрешением 2,8 А» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (3): 1218–22. Бибкод : 2002PNAS...99.1218B . дои : 10.1073/pnas.251664698 . ПМК 122170 . ПМИД 11805306 .
- ^ Чафин Д.Р., Го Х., Прайс Д.Х. (август 1995 г.). «Действие альфа-аманитина при пирофосфоролизе и элонгации РНК-полимеразой II» . Журнал биологической химии . 270 (32): 19114–9. дои : 10.1074/jbc.270.32.19114 . ПМИД 7642577 .
- ^ Радд, доктор медицинских наук, Лусе Д.С. (август 1996 г.). «Аманитин значительно снижает скорость транскрипции тройными комплексами РНК-полимеразы II, но не может ингибировать некоторые способы расщепления транскрипта» . Журнал биологической химии . 271 (35): 21549–58. дои : 10.1074/jbc.271.35.21549 . ПМИД 8702941 .
- ^ Коше-Мейяк М., Шамбон П. (июнь 1974 г.). «ДНК-зависимые РНК-полимеразы животных. 11. Механизм ингибирования РНК-полимеразы Б аматоксинами». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Нуклеиновые кислоты и синтез белка . 353 (2): 160–84. дои : 10.1016/0005-2787(74)90182-8 . ПМИД 4601749 .
- ^ Вайсиус А.С., Виланд Т. (июнь 1982 г.). «Альфа-аманитин не ингибирует образование одинарной фосфодиэфирной связи РНК-полимеразой B из тимуса теленка». Биохимия . 21 (13): 3097–101. дои : 10.1021/bi00256a010 . ПМИД 7104312 .
- ^ Гу В., Пауэлл В., Моут Дж., Рейнс Д. (декабрь 1993 г.). «Расщепление зарождающейся РНК арестованной РНК-полимеразой II не требует транслокации вышестоящего комплекса элонгации на ДНК» . Журнал биологической химии . 268 (34): 25604–16. дои : 10.1016/S0021-9258(19)74433-0 . ПМЦ 3373964 . ПМИД 7503982 .
- ^ «Альфа Аманитин» . Обзор ADC / Журнал конъюгатов антитело-лекарственное средство . ISSN 2327-0152 . Проверено 26 мая 2017 г.
- ^ Редакция журнала ADC Review. «Что такое конъюгаты антитело-лекарство?» . Обзор ADC / Журнал конъюгатов антитело-лекарственное средство . ISSN 2327-0152 . Проверено 26 мая 2017 г.
- ^ Молденхауэр Г., Сальников А.В., Люттгау С., Герр И., Андерл Дж., Фаулштих Х. (апрель 2012 г.). «Терапевтический потенциал моноклонального антитела, конъюгированного с аманитином, антиэпителиальной клеточной адгезии против рака поджелудочной железы» . Журнал Национального института рака . 104 (8): 622–34. дои : 10.1093/jnci/djs140 . ПМИД 22457476 .
- ^ Хехлер Т., Кульке М. , Мюллер С., Паль А., Андерл Дж. (2014). Конъюгаты антитело-лекарственное средство на основе аманитина, нацеленные на простатспецифический мембранный антиген PSMA. Плакат №664 . Ежегодное собрание AACR. дои : 10.1158/1538-7445.AM2014-664 .