Бонгкрековая кислота
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
(2 E ,4 Z ,6 R ,8 Z ,10 E ,14 E ,17 S ,18 E ,20 Z )-20-(Карбоксиметил)-6-метокси-2,5,17-триметилдокоза-2,4 ,8,10,14,18,20-гептаэндиовая кислота | |
| Другие имена
Бонгкрекиевая кислота
Бонгкрекик кислота | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| МеШ | Бонгкрекиевая+кислота |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 28 Н 38 О 7 | |
| Молярная масса | 486.605 g·mol −1 |
| Появление | Без запаха и бесцветный |
| Температура плавления | От 50 до 60 ° C (от 122 до 140 ° F; от 323 до 333 К) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Бонгкрековая кислота (также известная как бонгкрекиевая кислота) . [ 1 ] ) представляет собой респираторный токсин, вырабатываемый в ферментированном кокосе или кукурузе, зараженном бактерией Burkholderiagladioli pathovar cocovenenans . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Это высокотоксичная, термостабильная, бесцветная, без запаха и высоконенасыщенная трикарбоновая кислота , которая ингибирует транслоказу АДФ/АТФ , также называемую митохондриальным переносчиком АДФ/АТФ, не позволяя АТФ покинуть митохондрии для обеспечения метаболической энергией остальных клеток. клетка. [ 4 ] [ 5 ] Кислота Бонгкрек при употреблении с загрязненными продуктами в основном поражает печень, мозг и почки, а также вызывает такие симптомы, как рвота, диарея, задержка мочи , боли в животе и чрезмерное потоотделение. [ 4 ] Большинство вспышек зафиксировано в Индонезии и Китае, где потребляются продукты на основе ферментированного кокоса и кукурузы.
Открытие и история
[ редактировать ]произошла вспышка пищевого отравления В 1895 году на Яве , Индонезия, . Вспышка была вызвана употреблением традиционной индонезийской еды под названием темпе Бонгкрек . В это время темпе Бонгкрек служил основным источником белка на Яве из-за своей дешевизны. Темпе Бонгкрек изготавливается путем извлечения побочного продукта кокосовой мякоти из кокосового молока в форме жмыха, который затем ферментируется плесенью R. oligosporus . [ 4 ] [ 1 ] Первую вспышку отравления Бонгкрека темпе Бонгкреком зарегистрировали голландские исследователи; однако никаких дальнейших исследований по установлению причины отравления в 1895 году не проводилось. [ 6 ] В 1930-х годах правительство Индонезии пережило экономическую депрессию , и это заставило некоторых людей делать темпе Бонгкрек самостоятельно, вместо того, чтобы покупать его напрямую у хорошо обученных производителей. В результате отравления происходили часто, достигая 10-12 случаев в год. Голландские ученые В. К. Мертенс и А. Г. ван Вин из Института Эйкмана в Джакарте начали искать причину отравления в начале 1930-х годов. Они успешно идентифицировали источник отравления как бактерию под названием Pseudomonas cocovenenans . [ 6 ] [ 7 ] Эта бактерия, которую также называют Burkholderia cocovenenans , вызвала синтез ядовитого вещества, называемого кислотой Бонгкрек. B. cocovenenans обычно встречается в растениях и почве, которую могут поглощать кокосы и кукуруза, что приводит к синтезу кислоты Бонгкрек во время ферментации таких продуктов. [ 6 ] С 1975 года употребление загрязненного темпе Бонгкрека стало причиной более 3000 случаев отравления кислотой Бонгкрека. [ 4 ] В Индонезии общий зарегистрированный уровень смертности составил 60%. Из-за серьезности ситуации производство темпе Бонгкрек запрещено с 1988 года. [ 4 ] [ 6 ]
Синтез
[ редактировать ]Со времени первого полного синтеза кислоты Э. Дж. Кори в 1984 году было предпринято множество попыток синтезировать кислоту Бонгкрека с использованием различного количества фрагментов. [ 8 ] Одна из уникальных попыток синтезировать кислоту Бонгкрек была предпринята группой Шиндо из Университета Кюсю в 2009 году. В отличие от других попыток, таких как попытка группы Льва, [ 9 ] Группа Шиндо использовала три фрагмента для синтеза кислоты Бонгкрек. [ 10 ]
Фрагменты 1, 2 и 3 были индивидуально синтезированы в лаборатории. [ 10 ] После синтеза каждого фрагмента, необходимого для синтеза кислоты Бонгкрека, фрагменты 2 и 3 сначала соединяли вместе путем олефинирования Юлия в присутствии KHMDS . Полученный промежуточный продукт, сокращенно обозначенный как А на схеме ниже, затем соединили с фрагментом 1 посредством сочетания Сузуки . После образования промежуточного соединения B кислоту Бонгкрека наконец синтезировали путем обработки ее метанолом (первичным спиртом) с помощью реагента Джонса и снятия кислотной защиты с метоксиметилового эфира. Первый полный синтез кислоты Бонгкрека, проведенный Э. Дж. Кори, потребовал 32 этапа; [ 8 ] однако Шиндо успешно сократил количество стадий до 18 стадий за счет эффективного использования олефинирования Джулии и сочетания Сузуки, а также более высокого выхода на 6,4%. [ 10 ]
Механизм действия
[ редактировать ]Транслокатор адениновых нуклеотидов , сокращенно ANT, доставляет АТФ из митохондрий в цитозоль при обмене цитозольного АДФ. Принцип действия кислоты Бонгкрека заключается в том, что она прерывает процесс транспортировки цитозольного АДФ во внутреннюю мембрану митохондрий, ингибируя митохондриальный ANT. Интересной частью этой внутренней мембраны митохондрий является то, что ANT образует внутренний мембранный канал поры перехода митохондриальной проницаемости , известный как MPTP. Кислота Бонгкрека проницаема через эту мембрану и связывается с поверхностью ANT, ингибируя транслокацию ANT. [ 11 ] Как только кислота Бонгкрека связывается с поверхностью ANT, кислота образует взаимодействия водородных связей с остатками белка ANT. Взаимодействия водородных связей в основном образуются с кислородами карбоновых фрагментов кислоты Бонгкрека. Наиболее заметный вклад во взаимодействие водородных связей вносит взаимодействие с аминогруппой боковой цепи Arg-197. Еще одним важным вкладом в связывание кислоты Бонгкрека с ANT является электростатическое взаимодействие между кислотой и аминокислотой ANT, Lys-30. В результате взаимодействия водородных связей и солевого мостика (белкового и супрамолекулярного) помещают кислоту Бонгкрека в центр активного центра ANT, ингибируя действие транслоказы. [ 11 ]
Митохондриальный синтез АТФ требует транспорта АДФ из цитозоля в митохондриальный матрикс через ANT, а это означает, что он играет решающую роль, в первую очередь, в обеспечении клеток энергией. Обмен АДФ/АТФ во многом зависит от перехода между двумя различными конформационными состояниями ANT: цитозольным состоянием (c-состояние) и матричным состоянием (m-состояние). В c-состоянии активный центр ANT обращен к цитозолю, где он притягивает цитозольный АДФ, а в m-состоянии активный центр ANT обращен к митохондриальному матриксу, где он может высвободить цитозольный АДФ и притянуть синтезированный АТФ. Взаимодействие между кислотой и ANT вызывает конформационные изменения ANT. Бонгкрекская кислота блокирует ANT в m-состоянии. Структура кислоты Бонгкрека-ANT показывает, что существует шесть трансмембранных альфа-спиралей, покрывающих активный сайт ANT, предотвращающих связывание аденозиновых нуклеотидов. Это означает, что ANT не может получать АДФ из цитозоля, что в конечном итоге предотвращает синтез АТФ. [ 11 ] [ 12 ]
Симптомы отравления и методы лечения
[ редактировать ]Ожидается, что после употребления загрязненных кислотой Бонгкрек продуктов питания на основе кукурузы или кокоса латентный период составит от 1 до 10 часов. Симптомы отравления кислотой Бонгкрека аналогичны симптомам других митохондриальных токсинов. Общими симптомами отравления кислотой Бонгкрека являются головокружение, сонливость , повышенная потливость, сердцебиение , боли в животе, рвота, диарея, кроветворение , гематурия и задержка мочи. Смерть обычно наступает через 1–20 часов после появления симптомов отравления кислотой Бонгкрека. [ 4 ] Еще одним распространенным симптомом отравления кислотой Бонгкрека является болезненность конечностей. В первом зарегистрированном случае отравления БА в Африке у 12 из 17 человек было зарегистрировано болезненность конечностей в качестве одного из основных симптомов. [ 13 ] Смертельная доза для человека может составлять от 1 до 1,5 мг, а в другом источнике также утверждается, что LD 50 при пероральном приеме составляет 3,16 мг на кг массы тела. [ 4 ]
Из-за отсутствия исследований токсикокинетики кислоты Бонгкрек не существует специфических методов лечения или антидотов для кислоты Бонгкрек. Обычно используемый протокол лечения отравления кислотой Бонгкрека заключается в удалении токсинов, которые не поглощаются адениннуклеотидтранслоказой (ANT), и обеспечении лечения, специфичного для симптомов, которые наблюдаются у пациентов. Из-за отсутствия специфических методов лечения и противоядий от токсинов, время имеет решающее значение для устранения тяжелых физиологических последствий. [ 14 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Гарсия, РА; Хочкисс, Дж. Х.; Стейнкраус, К.Х. (1999). «Влияние липидов на выработку токсина бонгкрекиковой кислоты (Bongkrek) Burkholderia cocovenenans в кокосовой среде». Пищевые добавки и загрязнители . 16 (2): 63–69. дои : 10.1080/026520399284217 . ПМИД 10435074 .
- ^ Хендерсон, PJF; Ларди, ХА (1970). «Бонгкрекиевая кислота: ингибитор адениннуклеотидтранслоказы митохондрий» (PDF) . Журнал биологической химии . 245 (6): 1319–1326. дои : 10.1016/S0021-9258(18)63238-7 . ПМИД 4245638 . Архивировано (PDF) из оригинала 31 октября 2020 г. Проверено 20 января 2013 г.
- ^ Де Брейн, Дж.; Фрост, диджей; Нугтерен, Д.Х.; Годемер, А.; Леймбах, GWM; Кокс, ХК; Берендс, В. (1973). «Структура бонгкрекиевой кислоты». Тетраэдр . 29 (11): 1541–1547. дои : 10.1016/S0040-4020(01)83395-0 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Анвар, Мехруба; Каспер, Амелия; Штек, Алайна Р.; Шир, Джошуа Г. (июнь 2017 г.). «Бонгкрекиевая кислота — обзор малоизвестного митохондриального токсина» . Журнал медицинской токсикологии . 13 (2): 173–179. дои : 10.1007/s13181-016-0577-1 . ISSN 1556-9039 . ПМЦ 5440313 . ПМИД 28105575 .
- ^ Токсиканты, встречающиеся в естественных условиях в пищевых продуктах . Национальная академия наук. 1973. с. 472 . ISBN 9780309021173 .
- ^ Jump up to: а б с д Риянто, Рифки Ахмад (2019). «Краткий обзор кислоты Бонгкрек с точки зрения безопасности пищевых продуктов» . Пищевой научно-технический журнал . 1 : 65–68. doi : 10.33512/fsj.vli2.6427 (неактивен 16 июля 2024 г.) . Проверено 29 апреля 2023 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на июль 2024 г. ( ссылка ) - ^ «Краткий обзор бонгкрекиевой кислоты с точки зрения безопасности пищевых продуктов. [Аннотация]» .
- ^ Jump up to: а б Кори, Э.Дж.; Трамонтано, Альфонсо (январь 1984 г.). «Тотальный синтез бонгкрекивой кислоты». Журнал Американского химического общества . 106 (2): 462–463. дои : 10.1021/ja00314a056 .
- ^ Френч, Энтони; Лейва, Энтони; Эчебаррия-Сад, Мале; Ло, Стивен В. (15 января 2010 г.). «Тотальный синтез антиапоптотических агентов изо- и бонгкрекиновой кислот». Органические буквы 12 (2): 340–343. дои : 10.1021/ol902676t . ПМИД 20014782 .
- ^ Jump up to: а б с Сато, Юкико; Асо, Ёсифуми; Шиндо, Мицуру (июль 2009 г.). «Эффективный синтез бонгкрекивой кислоты. Трехкомпонентная конвергентная стратегия». Буквы тетраэдра . 50 (28): 4164–4166. дои : 10.1016/j.tetlet.2009.04.129 .
- ^ Jump up to: а б с Ли, Хунмэй; Лян, Чжэнь; Ли, Ин; Вэнь, Цзячжэнь; Чжан, Ронг (февраль 2023 г.). «Молекулярная стыковка и молекулярно-динамическое моделирование механизма токсичности бонгкрекивой кислоты». Токсикон . 223 : 107021. doi : 10.1016/j.токсикон.2023.107021 . ПМИД 36621683 .
- ^ Темкин, Владислав; Хуан, Цицюань; Лю, Хунтао; Осада, Хироюки; Папа Римский, Ричард М. (1 марта 2006 г.). «Ингибирование обмена АДФ/АТФ при некрозе, опосредованном белками, взаимодействующими с рецепторами» . Молекулярная и клеточная биология . 26 (6): 2215–2225. дои : 10.1128/MCB.26.6.2215-2225.2006 . ПМК 1430284 . ПМИД 16507998 .
- ^ Хуан, Цинъюй; Ву, Жентянь (2021). «Безопасное употребление ферментированной кукурузы и кокосовых продуктов: механизм, клинические проявления и подавление пищевого отравления, вызванного бонгкрекиевой кислотой» . Сеть конференций E3S . 267 : 02075. doi : 10.1051/e3sconf/202126702075 .
- ^ Юань, Юань; Гао, Руй; Лян, Цян; Сун, Ли; Хуан, Цзюнь; Ланг, Нэн; Чжоу, Цзин (18 декабря 2020 г.). «Инцидент пищевого отравления бонкрекиевой кислотой — провинция Хэйлунцзян, 2020 г.» . Еженедельник Центра по контролю и профилактике заболеваний Китая . 2 (51): 975–978. дои : 10.46234/ccdcw2020.264 . ПМЦ 8393157 . ПМИД 34594817 .