Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
α-Аманитин
Альфа-аманитин structure.png
Альфа-аманитин-from-xtal-1k83-3D-sticks-skeletal.png
Имена
Другие названия
(циклический L -asparaginyl-4-гидрокси- L -proly- ( R ) -4,5-дигидрокси - L -isoleucyl-6-гидрокси-2-меркапто- л -tryptophylglycyl- л -isoleucylglycyl- л -cysteinyl) циклическая ( 4 → 8) -сульфид ( R ) - S- оксид.
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.041.287 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
  • InChI = 1S / C39H54N10O14S / c1-4-16 (2) 31-36 (60) 42-11-29 (55) 43-25-15-64 (63) 38-21 (20-6-5-18 ( 51) 7-22 (20) 46-38) 9-23 (33 (57) 41-12-30 (56) 47-31) 44-37 (61) 32 (17 (3) 27 (53) 14- 50) 48-35 (59) 26-8-19 (52) 13-49 (26) 39 (62) 24 (10-28 (40) 54) 45-34 (25) 58 / ч 5-7,16- 17,19,23-27,31-32,46,50-53H, 4,8-15H2,1-3H3, (H2,40,54) (H, 41,57) (H, 42,60) ( Н, 43,55) (Н, 44,61) (Н, 45,58) (Н, 47,56) (Н, 48,59) / t16?, 17?, 19?, 23-, 24-, 25-, 26-, 27-, 31-, 32-, 64 + / m0 / s1 проверятьY
    Ключ: CIORWBWIBBPXCG-NUCBJAHASA-N проверятьY
  • O = C (NCC (N [C @@] (C (NCC (N [C @@ H] (C3) C (N [C @@ H] (CC (N) = O) C (N5 [C @ H] 4C [C @@ H] (O) C5) = O) = O) = O) = O) ([H]) [C @@ H] (C) CC) = O) [C @ H] (CC1 = C (S3 = O) NC2 = C1C = CC (O) = C2) NC ([C @@] ([C @@ H] (C) [C @@ H] (O) CO) ([ H]) N [C @@] 4 = O) = O
Характеристики
C 39 H 54 N 10 O 14 S
Молярная масса918,97 г / моль
хорошо
Опасности
Основные опасностиВысокотоксичный
Пиктограммы GHSGHS06: Токсично
H300 , H310 , H330 , H373
P260 , P262 , P264 , P270 , P271 , P280 , P284 , P301 + 310 , P302 + 350 , Р304 + 340 , P310 , P314 , P320 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , P403 + 233 , Р405 , Р501
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверятьY☒N
Ссылки на инфобоксы

альфа - -Amanitin или α-аманитин представляет собой циклический пептид из восьми аминокислот . Возможно, это самый смертоносный из всех аматоксинов , токсинов, обнаруженных в нескольких видах грибов рода Amanita , одним из которых является смертельная шапка ( Amanita phalloides ), а также ангел-разрушитель , комплекс подобных видов, в основном A. virosa и A. . bisporigera . Он также содержится в грибах Galerina marginata и Conocybe filaris . Оральный LD 50 аманитина для крыс составляет 100 мкг / кг.

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 [ править ]

α-аманитин является селективным ингибитором РНК - полимеразы II и III , но не я . [2] [3] Этот механизм делает его смертельным токсином.

α-Аманитин также можно использовать для определения присутствующих типов РНК-полимеразы. 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). [ необходима цитата ] [4] [5]

Химическая структура [ править ]

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. Внутренний контур закрыт tryptathionine связи между 6-гидрокси- триптофана и цистеина . Кроме того, α-аманитин украшен модифицированной аминокислотными боковыми цепями (2 S , 3 R 4 R ) -4,5-дигидрокси - изолейцин , транс - 4-гидрокси- пролина , который дает высокую аффинность в отношении РНК - полимеразы II и III .[6]

Методы обнаружения [ править ]

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] Электрофорез капиллярной зоны также был разработан, но он не был достаточно чувствительным для клинических образцов, но достаточным для экстрактов грибов. [8]

В последнее время использование жидкостной хроматографии высокого давления (ВЭЖХ) стало предпочтительным методом, который обеспечивает лучшее разрешение, воспроизводимость и более высокую чувствительность. [9] Ряд детекторов может быть сопряжен с ВЭЖХ, например УФ или масс-спектрометрия .

Еще в 1980-х годах для аманитина были разработаны анализы на основе антител ( иммуноанализы ) (но чаще обнаруживают аматоксины, поскольку антитела перекрестно реагируют с некоторыми родственными соединениями ). Самыми ранними иммуноанализами были радиоиммуноанализы, а затем иммуноферментные анализы ( ELISA ). Совсем недавно, в 2020 году, был разработан иммуноферментный анализ бокового потока на основе моноклональных антител (аналогичный тесту на беременность), который может быстро и выборочно определять аматоксины в грибах [10] и в образцах мочи. [11]

Полный синтез [ править ]

Matinkhoo et al. разработали стратегии для преодоления трех синтетических барьеров с получением α-аманитин в 2018. [12] Во- первых, энантиоселективного синтеза из твердофазного пептидного синтеза совместимому (2 S , 3 R 4 R ) -4,5-dihydroxyisoleucine была предоставлена в 11 шагов из 2- (бензилокси) ацетальдегида. Два ключевых шага, определяющих стереохимию, включают кротилирование по Брауну в ( 3R , 4R ) -позициях и асимметричный синтез аминокислот Стрекера по ( 2S ) - α-углероду . [13]Во-вторых, хемоселективное замыкание внутреннего кольца за счет фтороциклизации между 6-гидрокситритофаном и цистеином достигалось внутрикольцевой реакцией Севича-Фонтана. Это требует твердофазного пептидного синтеза и метилиминодиуксусной кислоты (MIDA), защитной группы бора, ортогональной аминокислоты в 5 стадий. [12] На заключительном этапе энантиоселективное окисление по триптатиониновой связи было достигнуто с использованием объемного органического окислителя и оптимизированной системы растворителей, чтобы получить желаемый биореактивный ( R ) - энантиомер сульфоксид , завершающий полный синтез .

Симптомы отравления [ править ]

α-Аманитин обладает необычайно сильным и специфическим притяжением к ферменту РНК-полимеразе II. При приеме внутрь и поглощение клетками печени, он связывается с РНК - полимеразы II , фермента, эффективно вызывая цитолиз из гепатоцитов (клеток печени). [14] О некоторых эффектах сообщается в течение 10 часов; нет ничего необычного в том, что значительные эффекты проявляются через 24 часа после приема внутрь, и 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 дало бы эффективный результат. Диарея и судорогиэто первые симптомы, но они проходят, давая ложный признак ремиссии. Обычно на 4-5 день токсин начинает оказывать серьезное воздействие на печень и почки , что приводит к полному отказу системы в обоих. Смерть обычно наступает примерно через неделю после проглатывания. [15]

Около 15% отравленных умрут в течение 10 дней, переходя от коматозной стадии до почечной недостаточности , печеночной недостаточности , печеночной комы , дыхательной недостаточности и смерти. Те, кто выздоравливает, подвергаются риску необратимого повреждения печени. [16] Диагностика сложна и устанавливается на основании клинических симптомов, а также наличия альфа-аманитина в моче . Скрининг мочи обычно наиболее эффективен в течение 48 часов после приема внутрь. Лечение в основном поддерживающее ( промывание желудка , активированный уголь , жидкостная реанимация ), но включает различные препараты для борьбы с аматоксинами, в том числе внутривенные.производные пенициллина и цефалоспорина , и, в случае большого количества проглатывания, могут распространяться на ортотопическую трансплантацию печени . Самый надежный метод лечения отравления аманитином - промывание желудка сразу после приема внутрь; однако, как правило, симптомы проявляются слишком поздно, чтобы это могло быть возможным. Химически модифицированный силибинин , динатрий дигидродисукцинат силибинина (торговое название Legalon SIL), раствор для внутривенного введения , используется при лечении тяжелых отравлений гепатотоксичными веществами, такими как парацетамол и аманитины . [17]

Режим тормозящего действия [ править ]

α-Аманитин (красный), связанный с РНК-полимеразой II из Saccharomyces cerevisiae (пивные дрожжи). Из PDB : 1K83 . [18]

Судя по кристаллической структуре, решенной доктором Бушнеллом и др. [18], α-аманитин взаимодействует с мостовой спиралью в РНК-полимеразе II (pol II). Это взаимодействие препятствует транслокации РНК и ДНК, необходимой для опустошения сайта для следующего цикла 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 еще может образоваться фосфодиэфирная связь. [22] [23]Спираль мостика стала гибкой, и ее движение необходимо для транслокации полимеразы по основной цепи ДНК. Связывание α-аманитина ограничивает его подвижность, тем самым замедляя транслокацию полимеразы и скорость синтеза молекулы РНК.

Использование в конъюгатах антитело-лекарство [ править ]

Heidelberg Pharma, GmbH, расположенная в Ладенбурге , Германия, фармацевтическая компания, предоставляющая услуги по доклиническому открытию и разработке лекарств, разработала новый конъюгат антитело-лекарство или технологию ADC на основе α-аманитина. [24] ADC на основе аманитина продемонстрировали выдающуюся активность в отношении терапевтически устойчивых опухолевых клеток, например клеток, экспрессирующих переносчики с множественной лекарственной устойчивостью, опухолевых клеток и неделящихся клеток в пикомолярных концентрациях. [24]

Уникальный механизм действия или MOA α-аманитина, по-видимому, делает конъюгаты антитело-лекарство на основе аманитина подходящей токсичной нагрузкой. [25] Переносимость и терапевтическое окно АЦП на основе аманитина было определено на различных моделях приматов на грызунах и не относящихся к человеку. Кроме того, аманитин имеет водорастворимую структуру, что приводит к образованию конъюгатов антитело-лекарственное средство с низкой склонностью к агрегации даже при использовании более высоких соотношений лекарственного средства к антителам или DAR. [26] [27]

В доклинических моделях рака предстательной железы на мышах α- (альфа) -аманитин, конъюгированный с антителом, направленным против простатоспецифического мембранного антигена (PSMA; FOLH1; GCPII), показал высокую противоопухолевую активность и вызывал полную ремиссию при однократных внутривенных дозах 150 мкг / кг. токсина с минимальной потерей веса у обработанных животных. Кроме того, конъюгаты антитело-лекарственное средство на основе аманитина с использованием антитела против Her2, такого как трастузумабпоказали высокую противоопухолевую активность в серии моделей доклинической онкологии, разработанных для установления эффективности исследуемого препарата при лечении рака молочной железы HER2 +. Альфа-аманитин очень активен в клетках, устойчивых к лекарствам, независимо от статуса экспрессии переносчиков, устойчивых к множественным лекарствам, из-за его гидрофильной структуры. Ингибирование РНК-полимеразы II, вызванное связыванием аманитина, приводит не только к апоптозу делящихся, но и медленно растущих клеток, что часто наблюдается при раке простаты. [28] [29]

См. Также [ править ]

  • Отравление грибами
  • Конъюгат антитело-лекарственное средство

Ссылки [ править ]

  1. ^ Галлен HE, Ло H, Скотт-Craig JS, Уолтон JD (ноябрь 2007). «Семейство генов, кодирующих основные токсины смертоносных грибов мухомора» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (48): 19097–101. DOI : 10.1073 / pnas.0707340104 . PMC  2141914 . PMID  18025465 .
  2. ^ Группа проверки ADC (2019-03-23). "Что такое Альфа-Аманитин?" . От редакции. Обзор ADC . Проверено 17 апреля 2020 .
  3. ^ Meinecke B, Meinecke-Tillmann S (май 1993). «Влияние альфа-аманитина на ядерное созревание ооцитов свиней in vitro» . Журнал репродукции и фертильности . 98 (1): 195–201. DOI : 10,1530 / jrf.0.0980195 . PMID 8345464 . 
  4. ^ Gao Z, Herrera-Каррильо E, Berkhout B (сентябрь 2018). «Активность РНК-полимеразы II промоторов Pol III типа 3» . Молекулярная терапия. Нуклеиновые кислоты . 12 : 135–145. DOI : 10.1016 / j.omtn.2018.05.001 . PMC 6023835 . PMID 30195753 .  
  5. ^ Latchman D (2018-03-29). Генный контроль . Наука о гирляндах. ISBN 9781136844201.
  6. ^ Meinecke B, Meinecke-Tillmann S (май 1993). «Влияние альфа-аманитина на ядерное созревание ооцитов свиней in vitro» . Журнал репродукции и фертильности . 98 (1): 195–201. DOI : 10,1530 / jrf.0.0980195 . PMID 8345464 . 
  7. ^ Beuhler M, Lee DC, Gerkin R (август 2004). «Тест Мейкснера в обнаружении альфа-аманитина и ложноположительных реакций, вызванных псилоцином и 5-замещенными триптаминами». Летопись неотложной медицины . 44 (2): 114–20. DOI : 10.1016 / j.annemergmed.2004.03.017 . PMID 15278082 . 
  8. ^ Brüggemann O, Медер M, Фрайтег R (сентябрь 1996). «Анализ аматоксинов альфа-аманитина и бета-аманитина в экстрактах поганки и биологических жидкостях с помощью капиллярного зонального электрофореза с обнаружением фотодиодной матрицы». Журнал хроматографии A . 8-й Международный симпозиум по высокоэффективному капиллярному электрофорезу, часть I. 744 (1-2): 167–76. DOI : 10.1016 / 0021-9673 (96) 00173-2 . PMID 8843665 . 
  9. ↑ Уолтон Дж. (9 мая 2018 г.). Циклические пептидные токсины мухомора и других ядовитых грибов . Чам, Швейцария. ISBN 978-3-319-76822-9. OCLC  1035556400 .
  10. ^ Bever CS, Adams CA, Hnasko RM, Cheng LW, Stanker LH (2020-04-17). «Иммуноферментный анализ с боковым потоком (LFIA) для обнаружения летальных аматоксинов из грибов» . PLOS ONE . 15 (4): e0231781. Bibcode : 2020PLoSO..1531781B . DOI : 10.1371 / journal.pone.0231781 . PMC 7164595 . PMID 32302363 .  
  11. ^ Bever CS, Swanson KD, Hamelin EI, Filigenzi M, Poppenga RH, Kaae J, et al. (Февраль 2020 г.). «Быстрое, чувствительное и точное обнаружение летальных аматоксинов в моче на месте оказания медицинской помощи» . Токсины . 12 (2): 123. DOI : 10,3390 / toxins12020123 . PMC 7076753 . PMID 32075251 .  
  12. ^ Б Matinkhoo K, Прийма A, M, Todorovic Patrick BO, Perrin DM (май 2018). «Синтез альфа-аманитина токсина грибов смертельной шапки». Журнал Американского химического общества . 140 (21): 6513–6517. DOI : 10.1021 / jacs.7b12698 . PMID 29561592 . 
  13. ^ Mohapatra DK, Das PP, Pattanayak MR, Ядав JS (февраль 2010). «Катализируемый йодом высокодиастереоселективный синтез транс-2,6-дизамещенных-3,4-дигидропиранов: приложение для краткой конструкции бициклического ядра C28-C37 (+) - сорангицина A». Химия . 16 (7): 2072–8. DOI : 10.1002 / chem.200902999 . PMID 20099288 . 
  14. ^ Michelot D, R Labia (1988). «Альфа-аманитин: возможный суицидоподобный субстратоподобный токсин, включающий сульфоксидный фрагмент мостикового циклопептида». Метаболизм лекарств и лекарственные взаимодействия . 6 (3–4): 265–74. DOI : 10,1515 / dmdi.1988.6.3-4.265 . PMID 3078291 . S2CID 23872903 .  
  15. ↑ Mas A (февраль 2005 г.). «Грибы, аматоксины и печень». Журнал гепатологии . 42 (2): 166–9. DOI : 10.1016 / j.jhep.2004.12.003 . PMID 15664239 . 
  16. ^ Бенджамин ДР. «Аматоксиновый синдром»: 198–214. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )в кн . : Грибы: яды и панацеи - пособие для естествоиспытателей, микологов и врачей . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. 1995 г.
  17. ^ Номер клинического испытания NCT00915681 «Внутривенное введение расторопши (силибинин-легалон) при печеночной недостаточности, вызванной отравлением аматоксином / грибами мухомора» на ClinicalTrials.gov
  18. ^ a b Бушнелл Д.А., Крамер П., Корнберг Р.Д. (февраль 2002 г.). «Структурная основа транскрипции: сокристалл альфа-аманитин-РНК-полимеразы II с разрешением 2,8 A» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (3): 1218–22. DOI : 10.1073 / pnas.251664698 . PMC 122170 . PMID 11805306 .  
  19. ^ Chafin DR, Guo H, Цена DH (август 1995). «Действие альфа-аманитина при пирофосфолизе и удлинении РНК-полимеразой II» . Журнал биологической химии . 270 (32): 19114–9. DOI : 10.1074 / jbc.270.32.19114 . PMID 7642577 . 
  20. ^ Rudd MD, Luse DS (август 1996). «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. DOI : 10.1074 / jbc.271.35.21549 . PMID 8702941 . 
  21. ^ Кош-Meilhac M, Шамбон P (июнь 1974). «ДНК-зависимые РНК-полимеразы животных. 11. Механизм ингибирования РНК-полимераз В аматоксинами». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Нуклеиновые кислоты и синтез белков . 353 (2): 160–84. DOI : 10.1016 / 0005-2787 (74) 90182-8 . PMID 4601749 . 
  22. ^ Vaisius AC, Wieland T (июнь 1982). «Образование одиночной фосфодиэфирной связи РНК-полимеразой B из тимуса теленка не ингибируется альфа-аманитином». Биохимия . 21 (13): 3097–101. DOI : 10.1021 / bi00256a010 . PMID 7104312 . 
  23. Перейти ↑ Gu W, Powell W, Mote J, Reines D (декабрь 1993). «Растущее расщепление РНК арестованной РНК-полимеразой II не требует транслокации комплекса элонгации вверх по ДНК» . Журнал биологической химии . 268 (34): 25604–16. PMC 3373964 . PMID 7503982 .  
  24. ^ а б «Альфа Аманитин» . Обзор ADC / Журнал конъюгатов антитело-лекарство . ISSN 2327-0152 . Проверено 26 мая 2017 года . 
  25. ^ Редакционная группа ADC Review. «Что такое конъюгаты антитело-лекарство?» . Обзор ADC / Журнал конъюгатов антитело-лекарство . ISSN 2327-0152 . Проверено 26 мая 2017 года . 
  26. ^ Moldenhauer G, Сальников А.В., Lüttgau S, Herr I, J Anderl, Faulstich H (апрель 2012). «Терапевтический потенциал конъюгированного с аманитином антиэпителиальной молекулы адгезии моноклонального антитела против карциномы поджелудочной железы» . Журнал Национального института рака . 104 (8): 622–34. DOI : 10,1093 / JNCI / djs140 . PMID 22457476 . 
  27. ^ Hechler Т, Kulke М , Мюллер С, Пал А, Anderl J (2014). Конъюгаты антитело-лекарственное средство на основе аманитина, нацеленные на простатоспецифический мембранный антиген PSMA. Плакат №664 . Ежегодное собрание AACR. DOI : 10.1158 / 1538-7445.AM2014-664 .
  28. ^ Hechler Т, Kulke М, Мюллер С, Пал А, Anderl J (2015). АЦП на основе аманитина с улучшенным терапевтическим индексом. Плакат №633 . Ежегодное собрание AACR.
  29. ^ Anderl Дж, Faulstich Н, Hechler Т, Kulke М (2013). Полезные нагрузки конъюгата антитело-лекарственное средство . Методы молекулярной биологии. 1045 . Клифтон, Нью-Джерси, стр. 51–70. DOI : 10.1007 / 978-1-62703-541-5_4 . ISBN 978-1-62703-540-8. PMID  23913141 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Heidelberg Pharma, GmbH
  • Ядовитые американские грибы