Tetrodotoxin

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 6. ledna 2022; kontroly vyžadují 10 úprav .
Tetrodotoxin


Všeobecné
Tradiční jména tarichatoxin
Chem. vzorec C11H17N3O8 _ _ _ _ _ _ _
Fyzikální vlastnosti
Molární hmotnost 379,32 g/ mol
Tepelné vlastnosti
Teplota
 •  tání 225 °C
 • rozklad 225 °C
Klasifikace
Reg. Číslo CAS 4368-28-9
PubChem 6324668
Reg. číslo EINECS 224-458-8
ÚSMĚVY   C(C1(C2C3C(N=C(NC34C(C1OC(C4O)(O2)O)O)N)O)O)O
InChI   InChI=1S/C11H17N3O8/c12-8-13-6(17)2-4-9(19.1-15)5-3(16)10(2.14-8)7(18)11(20, 21-4) 22-5/h2-7,15-20H,1H2,(H3,12,13,14)/t2-,3+,4-,5+,6-,7+,9+,10-,11+ /m1/s1CFMYXEVWODSLAX-QYIGHCJRSA-N
RTECS IO1450000
CHEBI 9506
ChemSpider 21248349
Bezpečnost
LD 50 0,008 mg/kg (myši, IM),
0,008 mg/kg (myši, ip),
0,01 mg/kg (člověk, po)
Toxicita Extrémně toxický, nejsilnější neurotoxin.
Ikony ECB
NFPA 704 NFPA 704 čtyřbarevný diamant jeden čtyři 0
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Tetrodotoxin  je silný neproteinový jed přírodního původu, nervově paralytické působení. Velké množství tetrodotoxinu je obsaženo v rybách z řádu Tetraodontiformes , z gastronomických zajímavostí je z nich nejznámější ryba puffer (jed se nachází v játrech, mléce a kaviáru); kromě toho je jed obsažen v kaviáru čolka kalifornského ( Taricha torosa ), v řadě goby ryb ( Gobiidae ), leopardích slimácích britského původu, zejména při výměně vrstev pláště, v kůži a vejcích Kostarické žáby rodu Atelope ( Atelopus ), v tkáních krab Atergatis floridus a další zvířata. Mnoho bakterií může syntetizovat tetrodotoxin; předpokládá se, že ji některá nebo všechna zvířata získávají ze symbiontních bakterií žijících ve střevech.

Vzhled

Bezbarvé krystaly.

Rozpustnost (v g/100 g nebo specifikace):

Disociační index : pK B(1) = 8,7 (20 °C, voda)

Toxicita silně závisí na pH média: v alkalickém prostředí ztrácí své toxické vlastnosti.

Méně toxický analog tetrodotoxinu, chiriquitotoxin, byl také izolován z ropuchy Atelopus chiriquiensis.

Historie

První zaznamenaný případ otravy tetrodotoxinem byl popsán v deníku kapitána Jamese Cooka ze 7. září 1774 [1] a zveřejněn v roce 1777 ve své Cestě na jižní pól a kolem světa (svazek II, kniha III, kapitola VIII). V tento den Cook zaznamenal, že on a jeho dva společníci, otec a syn Forsterovi, když byli na Nové Kaledonii , ochutnali k večeři játra a kaviár ( anglicky  row ) místní tropické ryby ( puffer fish) a dali vnitřnosti ryby. na prase. Do tří hodin ráno pociťovali pocit silné necitlivosti a slabosti, úleva se dostavila až po požití léků včetně emetika. A prase bylo nalezeno mrtvé. Cook a jeho společníci zjevně dostali mírnou dávku toxinu a prase, které sežralo zbytky ryby obsahující hlavní část toxinu, bylo smrtelně otráveno.

Tetrodotoxin objevil japonský vědec Tahara v roce 1906 . V roce 1949 byl tetrodotoxin získán v krystalické formě. Trojrozměrnou strukturu jedu vytvořilo nezávisle několik vědců v letech 1963-1964 - T. Goto s kolegy z Nagoyské univerzity , R. Woodwardem z Harvardské univerzity . Zajímavé je, že v roce 1964 byl z vajíček a embryí čolka kalifornského izolován silný jed zvaný tarichotoxin , který se později ukázal být totožný s tetrodotoxinem.

Chemická syntéza

Realizace kompletní chemické syntézy tetrodotoxinu se po ustavení jeho struktury v 60. letech 20. století stala jakousi výzvou pro syntetické chemiky kvůli složitosti a neobvyklé struktuře molekuly této sloučeniny. První úspěšná syntéza tetrodotoxinu byla provedena v roce 1972 skupinou vědců z Nagoyské univerzity a byla spolu s kompletní syntézou vitaminu B12 nejvýznamnějším úspěchem syntetické organické chemie v 70. letech 20. století. První úspěšné schéma syntézy tetrodotoxinu zahrnovalo 29 stupňů a mělo výtěžek konečného produktu na úrovni 0,7 % jako racemát . V roce 2003 na univerzitě v Nagoji skupina vědců provedla stereořízenou syntézu tetrodotoxinu, která zahrnovala 67 stupňů a umožnila získat konečný produkt s výtěžkem 1,2 %. Ve stejném roce chemici na Stanfordské univerzitě také oznámili úspěšnou stereořízenou syntézu tetrodotoxinu (32 kroků s 0,5% výtěžkem konečného produktu) [2] . V roce 2022 ji chemici z New York University dokázali syntetizovat ve 22 krocích s 11procentním výtěžkem. [3]

Mechanismus účinku

Tetrodotoxin je sloučenina aminoperhydrochinazolinu s guanidinovou skupinou. Guanidinová skupina má podobnou velikost a tvar jako hydratované sodíkové ionty a má silnou afinitu k sodíkovým kanálům nervových vláken. Díky vhodnému tvaru molekuly tetrodotoxin ucpává sodíkové kanály jako zátka, což způsobuje, že nervová vlákna ztrácejí schopnost vést impulsy [4] .

Tetrodotoxin se snadno vstřebává do krve a rychle proniká přes různé biologické bariéry těla a hromadí se především v tkáních ledvin a srdce.

Příznaky akutní otravy:

Po 10-45 minutách se objeví svědění rtů, jazyka a dalších částí těla, hojné slinění, nevolnost, zvracení, průjem a bolest břicha. Objevují se svalové záškuby, ztráta citlivosti kůže, obtížné polykání, vzniká afonie . Smrt nastává paralýzou dýchacích svalů.

Lékařské použití

V počátečních fázích výzkumu byl jed pufferfish používán na klinice jako silné analgetikum při léčbě těžkých forem lepry (tzv. neurogenní formy) a inoperabilních forem nádorových onemocnění. Byly stanoveny bezpečné dávky této látky, při kterých se zřetelněji projeví její léčebný účinek a toxický účinek se sníží prakticky na nulu [4] .

Tetrodotoxin se v současnosti v medicíně prakticky nepoužívá pro jeho silnou toxicitu (pro život a zdraví bezpečnější blokátory sodíkových kanálů jsou novokain a další lokální anestetika ). Bylo provedeno několik moderních klinických studií tetrodotoxinu jako analgetika pro pacienty s rakovinou se smíšenými výsledky.

Široce používaný biology ke studiu membrán [4] .

Odkazy

Biomolecule: Tetrodotoxin - příběh elegantního zabijáka

V kině

Poznámky

  1. ↑ Clark RF, Williams SR, Nordt SP, Manoguerra AS Přehled vybraných otrav mořskými plody  (neopr.)  // Undersea Hyperb Med. - 1999. - T. 26 , č. 3 . - S. 175-184 . — PMID 10485519 . Archivováno z originálu 11. srpna 2011.
  2. ↑ Carlos A. Valdez. Kapitola 7 - Celková syntéza (-)-Tetrodotoxinu: Historický popis  // Studie chemie přírodních produktů / Atta-ur-Rahman. — Elsevier, 01.01.2016. - T. 47 . — S. 235–260 . Archivováno z originálu 28. listopadu 2019.
  3. ↑ Michail Boym Chemici syntetizovali rybí jed fugu ve 22 fázích
  4. ↑ 1 2 3 Anton Krotov Tetrodotoxin : historie přeměny jedu v medicínu Archivní kopie ze dne 23. března 2019 na Wayback Machine // Science and Life . - 2017. - č. 7. - S. 25 - 29
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích