Jump to content

Узелрин

(Перенаправлено из Nodularin-R )
Удушья-р
2D-структура пептида узловой.
Имена
Другие имена
Цикло [(2 с , 3 с , 4 e , 6 e , 8 с , 9 с ) -3-амино-9-метокси-2,6,8-триметил-10-фенил-4,6-декадиеноил-d- γ-глютамил- (2 z ) -2- (метиламино) -2-бутеноил- (3 с ) -3-метил - d -β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β- β-β -ааргиниловый
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
Чеби
Химический
Chemspider
ЕС номер
  • 621-437-9
Кегг
НЕКОТОРЫЙ
Характеристики
C 41 H 60 N 8 O 10
Молярная масса 824.977  g·mol −1
Опасности
GHS Маркировка :
GHS06: токсичныйGHS07: восклицательный знак
Опасность
H300 , H310 , H315 , H317 , H319 , H330 , H335
P260 , p261 , p262 , p264 , p270 , p271 , p272 , p280 , p284 , p301+p310 , p302+p350 , p302+p352 , p352 , p351 p351 , p310 , p312 , , p320 , p321 p304+p340 , p322 , P330 , P332+p313 , p333+p313 , p337+p313 , p361 , p362 , p363 , p403+p233 , p405 , p501
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

Узеллы - это мощные токсины, продуцируемые цианобактерий Nodularia spumigena , [ 1 ] среди других. [ 2 ] Этот водный, фотосинтетический цианобактерий образует видимые колонии, которые представляются в виде цветения водорослей в солоноватых водоемах по всему миру. [ 3 ] Поздние летние цветы Nodularia spumigena являются одними из крупнейших цианобактериальных масс в мире. Цианобактерии состоят из многих токсичных веществ, особенно из микроцистонов и узловых: эти два нелегко дифференцировать. Между ними существует значительная гомология структуры и функции, и микроцистины были изучены более подробно. Из -за этого факты из микроцистонов часто распространяются на узловые. [ 4 ]

Nodularin-R является преобладающим вариантом токсина, хотя на сегодняшний день было обнаружено 10 вариантов узлов. Узеллы являются циклическими нерибосомными пентапептидами и содержат несколько необычных непетеиногенных аминокислот, таких как N-метилдидегидроаминобатутирическая кислота и β-аминокислота ADDA . Эти соединения являются относительно стабильными соединениями: свет, температура и микроволны мало что делают для ухудшения соединений. [ 5 ]

Узеллы часто связаны с гастроэнтеритом, реакциями аллергического раздражения и заболеваниями печени. [ 6 ] Nodularin-R является наиболее известным как мощный гепатотоксин, который может нанести серьезный повреждение печени людей и других животных. Предел концентрации питьевой воды ВОЗ для узлов (простиранный от микроцистинов-LR) составляет 1,5 мкг /л. [ 7 ]

Физиохимические свойства

[ редактировать ]

Nodularin-R имеет молекулярную формулу C 41 H 60 N 8 O 10 и средняя молекулярная масса 824,963 г/моль. Соединение имеет 8 определенных стереоцентров. [ 8 ] Это твердое вещество. В метаноле узловая растворим 2 мг/мл. [ 9 ] Он медленно разрушается при температуре превышает 104F, рН менее 1 и рН больше 9. [ 10 ] Узелны обычно устойчивы к разрушению посредством гидролиза и окисления в водных условиях. [ 11 ] Продукты опасного разложения узловых - угарные газы и углекислый газ. [ 12 ]

Основной структурой для структуры узловой машины является D-MASP 1 - С 2 -Е есть 3 -D-g-glu 4 - MDHB 5 , где z является переменной аминокислотой; Систематическое имя «NodularIn- z » ( вкратце Z ) затем назначается на основе одного буквенного кода (если доступно; более длинный код иначе) аминокислот. Для общего NOD-R Z -аминокислота является аргинином . [ 13 ]

Механизм действия

[ редактировать ]

Метаболизм

[ редактировать ]

Узеллин в основном нацелен на печень, хотя узловые также накапливаются в крови, кишечнике и почках. [ 14 ] В печени это нацеливание приводит к повреждению цитоскелета, некрозу и быстрому волнетельному пузырю гепатоцитов . Клеточная гибель и быстрое пузыри также разрушают более тонкие кровеносные сосуды печени. Ущерб приводит к объединению крови в печени, что может привести к увеличению веса печени на 100%. Смерть от отравления узловой, возникает из -за этого геморрагического шока. Это быстро действует и происходит в течение нескольких часов после высокой дозы. [ 15 ]

На молекулярном уровне и в дальнейшем детали узловая обрабатывается сложным образом, чтобы вызвать токсические эффекты. Во время расщепления узловые диффузии из тонкой кишки в печень из -за активного поглощения неспецифическим транспортером органического аниона в системе транспорта желчных кислот. Этот транспортер экспрессируется в желудочно -кишечном тракте, почках, мозге и печени. [ 16 ] Оказавшись в печени, уздюлярин ингибирует три ключевых фермента, в частности, каталитические единицы серинового/треонинового белка-фосфатаз: белокфосфатазы 1 (PP-1) и белковой фосфатазы 2A . (PP-2A) и белковая фосфатаза 3 (PP-3). [ 17 ] Эти ферменты действуют путем удаления фосфата из белка, ингибируя функцию белка.

Подчеркнутые на удушнике являются ключевыми сайтами для взаимодействия с белковой фосфатазой, что приводит к ингибированию фермента.

Начальное нековалентное взаимодействие, включающее боковую цепь ADDA (в частности, где ADDA имеет двойную связь 6e) узловой и свободную D-глутамил карбоксильную группу от циклической структуры фосфатазы является источником токсичности. Группа ADDA блокирует активность фермента (фосфатазы) путем взаимодействия с гидрофобными канавкой и препятствием доступа субстрата к активной расщелине сайта. Взаимодействия связывания токсин-фосфатазы (узловой PP-1, узловой PP-2A) чрезвычайно сильны. Это приводит к ингибированию активности фермента. Следует отметить, что узлов отличаются от микроцистонов здесь: узловаты не ковалентно связываются с белковыми фосфатазами, в то время как микроцистины связываются ковалентно. [ 18 ]

Дальнейшее взаимодействие включает в себя ковалентную связь с добавлением Майкла с электрофильным α, ненасыщенным карбонилом метильдегидроалинового остатка на узлотулянке к тиолу цистеина 273 на PP-1. [ 19 ] Хотя ковалентная связь на этапе 2 не является необходимой для ингибирования ферментной активности, она помогает опосредовать активность. Без этой ковалентной связи существует более 10-кратное снижение аффинности узлов для фосфатазы. [ 20 ] Ингибирование белковых фосфатаз приводит к увеличению фосфорилирования цитоскелетных белков и белков, связанных с цитоскелетом. Гиперфосфорилирование промежуточных филаментов клетки, в частности из цитокератина 8 и цитокератина 18 , является основной причиной дисбаланса белка. Дисбаланс белка стимулирует перераспределение и перестройку этих белков, что изменяет всю морфологию клеток и целостность мембраны. Более конкретно, это перераспределение приводит к коллапсу актиновых микрофиламентов в цитоскелете гепатоцитов и вывиху а-актинина и талина . Контакт с соседними клетками снижается, а синусоидальные капилляры теряют стабильность, которая быстро приводит к внутрипеченочному кровоизлиянию и часто приводит к серьезному неисправну печени или смерти. [ 21 ]

Реактивные окислительные виды

[ редактировать ]

Узеллы также участвуют в образовании реактивных окислительных видов (АФК), в частности, супероксид и гидроксильных радикалов, которые, следовательно, вызывают окислительное повреждение ДНК посредством перекисного окисления липидов, белков и ДНК посредством неизвестного механизма. [ 22 ]

Активность пропаганды опухоли

[ редактировать ]

Узелны уделяли большое внимание канцерогенной угрозе, поскольку бактерии обладают инициативой опухоли и способствуют опухолевой активности. Их способность, способствующая опухоле, намного сильнее, чем у микроцистинов; Считается, что это связано с меньшей кольцевой структурой узловых, что позволяет им легче забрать в гепатоциты. Эта активность, способствующая опухоле, достигается за счет индуцированной экспрессии генов TNF-альфа и протоонкогенов , хотя точный механизм неизвестен. гена -супрессора опухоли Кроме того, ретинобластома и p53 инактивируются фосфорилированием (описано выше). Если опухолевый супрессор инактивирован, может произойти рост опухоли.

Рассматриваемая с точки зрения общественного здравоохранения и эпидемиологической точки зрения, в районах Китая с узлами и микроцистинами корреляция первичного рака печени с узлами и микроцистинами в воде прудов, катных, рек и мелких скважин. [ 23 ]

Эксперименты у крыс, где животные подвергались воздействию нелетальных доз узлов, предоставили доказательства его канцерогенности посредством инициирующей опухоль и активности, способствующей опухоле. Это достигается за счет ингибирования PP-1 и PP-2A. Узеллы были вовлечены в экспрессию онкогенов и генов супрессоров опухоли, фактор некроза опухоли-альфа , C-Jun , Jun-B, Jun-D, C-FOS FOS-B и FRA-1 , экспрессия гена . Необходимо больше данных, чтобы лучше понять канцерогенность узловых. [ 24 ]

Медицинские аспекты

[ редактировать ]

Симптомы

[ редактировать ]

Симптомы воздействия включают в себя пузыри вокруг рта, боль в горле, головную боль, боль в животе, тошноту и рвоту, диарею, сухой кашель и пневмония. [ 25 ] Если нелетальные дозы потребляются с течением времени, повреждение печени может проявляться в качестве хронических симптомов заболевания печени. Эти симптомы включают желтуху, легко кровотечение, опухшую живот, психическую дезориентацию или растерянность, сонливость или кому.

Узелки обычно влияют на водную жизнь, такую ​​как рыба и растения. Однако в некоторых случаях узлов были приведены в смерти собак, овец и людей (Dawson et al.). Отравление узлов не очень распространено у людей: сообщалось об очень немногих случаях и подтверждено как отравление узлов.

Узеллы могут вызывать симптомы от приема, ингаляции и чрескожного контакта. Методы воздействия включают аспирацию бактерий, кожное воздействие, проглатывание и/или вдыхание в рекреационных видах спорта, профессиональном рыбалке или домашнем использовании, таких как душ. [ 26 ] Обычные процессы очистки воды не полностью удаляют узловые и микроцистины из сырой воды. [ 27 ] Узелны также могут быть проглатываются загрязненной питьевой водой или загрязненными морепродуктами. В частности, узлов были обнаружены в относительно высоких концентрациях в балтийских моллюсках, синей мидии, камбалах, треске и тройной костюме и относительно более низких концентрациях в сельдь и лосося. [ 28 ] Кроме того, узлов были задокументированы как попадание в организм человека через загрязненную воду во время диализа почек. [ 29 ] Удар ветер может распространять вещества из цианобактериальных цветов до 10 км, увеличивая площадь потенциального воздействия.

Токсикология

[ редактировать ]

В настоящее время концентрации токсинов обычно называют массой узлов в клетках и растворены в определенном объеме воды. Предварительное руководство по безопасности узлователей составляет 1 микрограмм/ L. Смертная доза (LD) оксичности оральной токсичности оценивается из микроцистонов и сообщается как 5 мг/ кг. Токсичность узловых, основанных на LD и вдыхаемой токсичности, сопоставима с токсичностью химических органофосфатных нервных агентов. [ 30 ]

Поскольку отравление узловой, редко, и остается трудно окончательно отличить отравление от узловых, стандартного метода лечения нет. Кроме того, поскольку у узлов и микроцистинов быстро и необратимое повреждение печени, терапия практически не имеет значения. Хроническое воздействие низких концентраций одинаково вредно для печени. [ 31 ] Следует принимать серьезные меры предосторожности, чтобы избежать воздействия. [ 32 ]

Исследования показали, что лечение во время и после мелатонина (доза: 15 мг/кг массы тела) может иметь защитные функции от окислительного стресса и повреждения, вызванных узловых. [ 33 ]

Безопасность

[ редактировать ]

На популяциях риска для отравления узлов - люди, животные и растения, живущие в радиусе 10 км от районов побережья и на берегу озера. Кроме того, люди на 50 лет и старше подвержены повышению риска.

Рекомендации по безопасности могут быть реализованы для снижения риска, в частности, с участием стандартов чистоты питьевой воды. Микроорганизмы были доказаны эффективными в биодеградации и удалении узловых, которые могут быть полезны для контроля цианобактериальных цветов в общественных водоснабжениях. Защитная одежда и физическое избегание участков видимых цианобактериальных цветов помогают уменьшить случайную экспозицию.

Синтез узловых в настоящее время не совсем понятен. Биосинтез узловых не являетсярибосомальным. Синтез проводится мультиферментными комплексами, включая пептид -синтетазы, полипептид -синтазы и пошивавшие ферменты. Кластер генов из N. spumigena секвенирует, и его функциональность выводится из знаний о связанных генах биосинтеза микроцистинов. [ 34 ]

Узеллы также могут быть получены другими цианобактериями. Некоторые штаммы Nostoc, живущие в симбиозе с растениями, вырабатывают уздюлюрин; Другие штаммы производят микроцистин. Обсуждалось, каким классом соединений был оригинальный гепатотоксин: последние авторы утверждают, что узделарин эволюционировал из механизма синтеза микроцистина, [ 2 ] [ 35 ] в то время как некоторые старые статьи поддерживают обратное. [ 36 ]

Уздкурин, обнаруженный в морской губке, Theonella Swinhoei , Nodularin-V в системной номенклатуре, более известна как мотупорин . Неясно, как губка производит это химическое вещество, с предположением о том, что она могла исходить из цианобактериального симбиоанта. [ 37 ]

Первым задокументированным случаем отравления узлов было животное (овцы) в Австралии в 1878 году. Химическая структура узловой R-R была идентифицирована в 1988 году. В Каруару, Бразилия, в 1996 году растворы диализа из местного резервуара были загрязнены сине-зелеными водорослями Полем Пациенты, получавшие гемодиализ, подвергались воздействию этих растворов, у 100 из 131 развилась острая печеночная недостаточность, и у 52 из 131 пациента умерли после развития токсического гепатита. [ 38 ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Сивонен К., Кононен К., Кармайкл В.В., Далем А.М., Райнехарт К.Л., Кивиранта Дж., Нимела С.И. (1989). «Появление гепатотоксической цианобактерии Nodularia spumigena в Балтийском море и структуре токсина» . Приложение Среда Микробиол . 55 (8): 1990–5. Bibcode : 1989apenm..55.1990s . doi : 10.1128/aem.55.8.1990-1995.1989 . PMC   202992 . PMID   2506812 .
  2. ^ Jump up to: а беременный Герингер, Мишель М; Адлер, Льюис; Робертс, Александра А; Моффитт, Мишель С; Михали, Троко К; Mills, Toby JT; Фикер, Клаус; Нейлан, Бретт А (октябрь 2012 г.). «Нодуларин, цианобактериальный токсин, синтезируется в Planta Symbiotic Nostoc SP» . Журнал ISME . 6 (10): 1834–1847. doi : 10.1038/ismej.2012.25 . PMC   3446798 . PMID   22456448 .
  3. ^ , Чен ; Юн  
  4. ^ , Чен ; Юн  
  5. ^ , Чен ; Юн  
  6. ^ Доусон, Р.М. (1998). «Токсикология микроцистонов». Токсикона . 36 (7): 953–962. doi : 10.1016/s0041-0101 (97) 00102-5 . PMID   9690788 .
  7. ^ «Узеллин» . Вещества, представляющие биологический интерес, бактериальный токсин, натуральный токсин . SelfDecode . Получено 30 апреля 2017 года .
  8. ^ «Узеллин» . Chemspider . Королевское общество химии.
  9. ^ «Узеллин» . Сигма-Альдрич . Сигма-Альдрич . Получено 2017-04-30 .
  10. ^ «Узеллин» . Вещества, представляющие биологический интерес, бактериальный токсин, натуральный токсин . SelfDecode . Получено 30 апреля 2017 года .
  11. ^ «Узеллин» . Вещества, представляющие биологический интерес, бактериальный токсин, натуральный токсин . SelfDecode . Получено 30 апреля 2017 года .
  12. ^ «Узеллин» . PUBCHEM OPEN CHEMISTION BATABASE . Национальный институт здравоохранения.
  13. ^ Кангур, K; Meriluoto, J; Spoof, L; Таннер, Р. (2005). «Гепатотоксические цианобактериальные пептиды в эстонских пресноводных телах и прибрежной морской воде» . Труды Эстонской академии наук. Биология. Экология . 54 (1): 40. doi : 10.3176/biol.ecol.2005.1.03 . S2CID   240466873 .
  14. ^ , Чен ; Юн  
  15. ^ Доусон, Р.М. (1998). «Токсикология микроцистонов». Токсикона . 36 (7): 953–962. doi : 10.1016/s0041-0101 (97) 00102-5 . PMID   9690788 .
  16. ^ Зегура, Бояна; Straser, Alja; Филипский, Метка (январь - апрель 2011 г.). «Генотоксичность и потенциальная канцерогенность цианобактериальных токсинов - обзор». Обзоры в исследованиях мутаций . 727 (1–2): 16–41. doi : 10.1016/j.mrrev.2011.01.002 . PMID   21277993 .
  17. ^ Охта, т; Сьюока, E; Идада, n; Комори, а; Suganuma, M; Nishiwaki, R; Tatematsu, M; Ким, SJ; Кармайкл, WW; Fujiki, H (1994). «Noduralin, мощный ингибитор белковых фосфаз 1 и 2а, является новым канцерогеном окружающей среды в мужской печени крысы F344 » РАНКА 54 (24): 6402–6 PMID   7527297
  18. ^ , Чен ; Юн  
  19. ^ , Чен ; Юн  
  20. ^ Доусон, Р.М. (1998). «Токсикология микроцистонов». Токсикона . 36 (7): 953–962. doi : 10.1016/s0041-0101 (97) 00102-5 . PMID   9690788 .
  21. ^ , Чен ; Юн  
  22. ^ , Чен ; Юн  
  23. ^ Доусон, Р.М. (1998). «Токсикология микроцистонов». Токсикона . 36 (7): 953–962. doi : 10.1016/s0041-0101 (97) 00102-5 . PMID   9690788 .
  24. ^ Зегура, Бояна; Straser, Alja; Филипский, Метка (январь - апрель 2011 г.). «Генотоксичность и потенциальная канцерогенность цианобактериальных токсинов - обзор». Обзоры в исследованиях мутаций . 727 (1–2): 16–41. doi : 10.1016/j.mrrev.2011.01.002 . PMID   21277993 .
  25. ^ «Как люди подвергаются воздействию цианобактерий и цианотоксинов?» Полем Данные о политике питательных веществ - здоровье и экологические последствия . Epa.gov. 2014-06-19.
  26. ^ , Чен ; Юн  
  27. ^ Доусон, Р.М. (1998). «Токсикология микроцистонов». Токсикона . 36 (7): 953–962. doi : 10.1016/s0041-0101 (97) 00102-5 . PMID   9690788 .
  28. ^ , Чен ; Юн  
  29. ^ Доусон, Р.М. (1998). «Токсикология микроцистонов». Токсикона . 36 (7): 953–962. doi : 10.1016/s0041-0101 (97) 00102-5 . PMID   9690788 .
  30. ^ Доусон, Р.М. (1998). «Токсикология микроцистонов». Токсикона . 36 (7): 953–962. doi : 10.1016/s0041-0101 (97) 00102-5 . PMID   9690788 .
  31. ^ Зегура, Бояна; Straser, Alja; Филипский, Метка (январь - апрель 2011 г.). «Генотоксичность и потенциальная канцерогенность цианобактериальных токсинов - обзор». Обзоры в исследованиях мутаций . 727 (1–2): 16–41. doi : 10.1016/j.mrrev.2011.01.002 . PMID   21277993 .
  32. ^ Доусон, Р.М. (1998). «Токсикология микроцистонов». Токсикона . 36 (7): 953–962. doi : 10.1016/s0041-0101 (97) 00102-5 . PMID   9690788 .
  33. ^ Ланкофф А. (2002). «Защитный эффект мелатонина против индуцированного узловым окислительным стрессом». Архив токсикологии . 76 (3): 158–165. doi : 10.1007/s00204-001-0310-x . PMID   11967621 . S2CID   29383232 .
  34. ^ Зегура, Бояна; Straser, Alja; Филипский, Метка (январь - апрель 2011 г.). «Генотоксичность и потенциальная канцерогенность цианобактериальных токсинов - обзор». Обзоры в исследованиях мутаций . 727 (1–2): 16–41. doi : 10.1016/j.mrrev.2011.01.002 . PMID   21277993 .
  35. ^ Рантала, Энн; Меньше, Дэвид П.; Хисбергес, Майкл; Rouhiainen, Leo; Vaitomaa, Jaana; Бернер, Томас; Сивонен, Карина (13 января 2004 г.). «Филогенетические доказательства ранней эволюции синтеза микроцистина» . Труды Национальной академии наук . 101 (2): 568–573. Bibcode : 2004pnas..101..568r . doi : 10.1073/pnas.0304489101 . PMC   327188 . PMID   14701903 .
  36. ^ Christiansen, g; Fastner, J; Эрхард, м; Börner, T; Дитманн, E (январь 2003 г.). «Биосинтез микроцистина в Planktothrix: гены, эволюция и манипуляция» . Журнал бактериологии . 185 (2): 564–72. doi : 10.1128/jb.185.2.564-572.2003 . PMC   145317 . PMID   12511503 .
  37. ^ Уэгерски, Кристофер Дж.; Хаммонд, Джошуа; Тенни, Карен; Матанахо, Тиатулохи; Экипаж, Филипп (1 января 2007 г.). «Счастливое открытие изомотупоринсодержащего губчатых популяций Theonella Swinhoei» . Журнал натуральных продуктов . 70 (1): 89–94. doi : 10.1021/np060464w . PMC   4028065 . PMID   17253855 .
  38. ^ Доусон, Р.М. (1998). «Токсикология микроцистонов». Токсикона . 36 (7): 953–962. doi : 10.1016/s0041-0101 (97) 00102-5 . PMID   9690788 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: eee6645b75044b07b8aba4223044ac6e__1675018500
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ee/6e/eee6645b75044b07b8aba4223044ac6e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Nodularin - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)