Йессотоксин
 | Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . ( Июль 2015 ) |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК (2 S ,4a S ,5a R ,6 R ,6a S ,7a R ,8 S ,10a S ,11a R ,13a S ,14a R ,15a S ,16a R ,18 S ,19 R ,20a S ,21a R ,22a S ,23a R ,24a S ,25a R , 26a S ,27a R ,28a S ,29a R )-6-Гидрокси-2-[(2 R ,3 E )-2-гидрокси-5-метилиденокта-3,7-диен-2-ил]-5a,8,10a,11a,19-пентаметил-3-метилиден-19-[2-(сульфоокси)этил]октатриаконтагидропирано[2 ′ ′ ′ ,3 ′ ′ ′ :5 ′ ′ ,6 ′ ′ ] пирано[2 ′ ′ , 3 ′ ′ :5 ′ ,6 ′ ]пирано[2 ′ ,3 ′ :5,6]пирано[3,2- b ]пирано[2 ′ ′ ′ ′ ′ ,3 ′ ′ ′ ′ ′ :5 ′ ′ ′ ′ ,6 ′ ′ ′ ′ ]пирано[2 ′ ′ ′ ′ ,3 ′ ′ ′ ′ :5 ′ ′ ′ ,6 ′ ′ ′ ]пирано [2 ′ ′ ′ , 3 ′ ′ ′ :5 ′ ′ ,6 ′ ′ ]пирано[2 ′ ′ ,3 ′ ′ :6 ′ ,7 ′ ]оксепино[2 ′ ,3 ′ :5,6]пирано[2,3- g ]оксоцин-18-ил гидросульфат | |
| Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) |
|
| ChEMBL |
|
| ChemSpider |
|
CID PubChem |
|
| УНИИ |
|
Панель инструментов CompTox ( EPA ) |
|
| |
| |
| Характеристики | |
| С55Н82О21S2 | |
| Молярная масса | 1 143 .36 г·моль −1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Йессотоксины — это группа липофильных , серосодержащих полиэфирных токсинов , родственных сигуатоксинам . [1] Они вырабатываются различными динофлагеллятами , в частности Lingulodinium polyedrum и Gonyaulax spinifera . [ 2]
Когда условия окружающей среды способствуют росту динофлагеллятов , продуцирующих YTX , токсин(ы) биоаккумулируются в съедобных тканях двустворчатых моллюсков , включая мидии , гребешки и моллюски , тем самым позволяя YTX проникать в пищевую цепочку . [3]
История
Первый обнаруженный аналог YTX, йессотоксин, был первоначально обнаружен в гребешках вида Patinopecten yessoensis в 1960-х годах. [4] С тех пор многочисленные аналоги йессотоксина были выделены из моллюсков и морских водорослей (включая 45-гидроксийессотоксин и карбоксийессотоксин). [1]
Первоначально ученые ошибочно классифицировали YTX в группе токсинов, вызывающих отравление моллюсками (DSP), по аналогии с окадаиковой кислотой и азаспирацидами . Эти типы токсинов могут вызывать сильное расстройство желудочно-кишечного тракта и ускорять рост рака. Как только ученые поняли, что YTX не обладают тем же токсикологическим механизмом действия, что и другие токсины ( ингибиторы протеинфосфатазы ), им дали собственную классификацию. [5]
Токсичность
Было проведено большое количество исследований для оценки потенциальной токсичности YTX. На сегодняшний день ни одно из этих исследований не выявило каких-либо токсических эффектов YTX, когда они присутствуют в организме человека. Однако они обнаружили, что YTX оказывают токсическое действие на мышей, когда YTX вводился животному путем внутрибрюшинной инъекции. Возникающие токсикологические эффекты аналогичны тем, которые наблюдаются для паралитических токсинов моллюсков, и включают гепатотоксичность , кардиотоксичность и нейротоксичность , причем уровень YTX 100 мкг/кг вызывает токсические эффекты. Ограниченные токсические эффекты наблюдались после перорального введения токсина животным. Механизм, посредством которого YTX оказывает токсическое действие, неизвестен и в настоящее время изучается рядом исследовательских групп. Однако некоторые недавние исследования предполагают, что способ действия может быть как-то связан с изменением гомеостаза кальция . [6] Недавно была зарегистрирована и подтверждена генотоксичность. [7] [8]
Хотя нет данных, иллюстрирующих прямую связь YTX и токсичности для человека, вопросы относительно потенциальных рисков для здоровья YTX все еще остаются из-за значительной наблюдаемой токсичности для животных, и как и другие водорослевые токсины, присутствующие в моллюсках , YTK не разрушаются при нагревании или замораживании. [3] В результате несколько стран, включая Новую Зеландию, Японию и страны Европы, регулируют уровни YTX в моллюсках. В 2002 году Европейская комиссия установила нормативный уровень в 1 мкг YTX на г (1 мг/кг) мяса моллюсков , предназначенного для потребления человеком (Директива 20012/225/EC). [2]
Недавно было показано, что йессотоксины могут вызывать риботоксический стресс. [9]
Анализ
Анализ YTX необходим из-за возможных рисков для здоровья и ограничений, установленных директивой Европейской комиссии. Он сложен из-за большого количества аналогов YTX, которые могут присутствовать в образце. Анализ также проблематичен, поскольку YTX имеют схожие свойства с другими липофильными токсинами, присутствующими в образцах, поэтому методы могут быть подвержены ложноотрицательным или ложноположительным результатам из-за помех в образце.
Для обнаружения YTX было разработано несколько экспериментальных методов, каждый из которых обеспечивает различные уровни селективности и чувствительности , но при этом имеет многочисленные преимущества и недостатки.
Методы извлечения
Перед анализом YTX необходимо выделить из среды образца, будь то пищеварительная железа моллюска , образец воды или среда для выращивания культуры. Этого можно достичь несколькими способами:
Экстракция жидкость-жидкость или растворитель
Для выделения YTX из среды образца можно использовать жидкостно-жидкостную экстракцию или экстракцию растворителем . Обычно в качестве растворителя выбирают метанол , но можно использовать и другие растворители, включая ацетон и хлороформ . Недостатком метода жидкостной экстракции является то, что уровни извлечения аналита могут быть низкими, поэтому любые результаты, полученные в результате процессов количественной оценки, могут не быть репрезентативными для образца. [6] [10]
Твердофазная экстракция
Твердофазная экстракция также может использоваться для выделения YTX из среды образца. Этот метод разделяет компоненты смеси, используя их различные химические и физические свойства. Этот метод надежен и чрезвычайно полезен при анализе небольших объемов образцов. Он выгоден по сравнению с экстракцией растворителем , так как концентрирует (может дать обогащение образца до степени 10) и может очистить образец путем удаления солей и неполярных веществ, которые могут помешать окончательному анализу. Этот метод также полезен, поскольку он обеспечивает хорошие уровни извлечения YTX — от 40 до 50%. [6] [10]
Аналитические методы
Для идентификации и количественной оценки YTX можно использовать ряд аналитических методов.
Биопроба на мышах
Процедура биоанализа на мышах (MBA), разработанная Ясумото и соавторами, является официальным эталонным методом, используемым для анализа YTX и липофильных токсинов, включая окадаиновую кислоту, динофизистоксины (DSP), азаспирациды и пектенотоксины.
MBA включает инъекцию извлеченного токсина в мышь и мониторинг уровня выживаемости мышей; токсичность образца может быть впоследствии выведена и концентрация аналита определена. Этот расчет сделан на основе того, что одна мышиная единица (MU) является минимальным количеством токсина, необходимым для убийства мыши в течение 24 часов. MU устанавливается регулирующими органами на уровне 0,05 MU/г животного.
Оригинальный Ясумото МБА подвержен помехам от паралитических токсинов моллюсков и свободных жирных кислот в растворе, которые вызывают ложноположительные результаты. Можно сделать несколько модификаций МБА, чтобы тест можно было проводить без этих ошибок.
Однако у MBA все еще есть много недостатков;
- Метод является неспецифическим анализом — он не позволяет дифференцировать YTX от других компонентов образца, включая токсины DSP.
- Метод имеет экономические и социальные проблемы, связанные с испытаниями на животных.
- Полученные результаты не очень воспроизводимы.
- Метод имеет недостаточные возможности обнаружения.
Метод, однако, быстрый и недорогой. Из-за этих факторов другие, более недавно разработанные, методы являются предпочтительными для анализа YTX. [ необходима цитата ]
Иммуноферментный анализ
Метод иммуноферментного анализа (ELISA), используемый для анализа YTX, является недавно разработанным методом Бриггсом и др. [6]. Этот конкурентный непрямой иммуноанализ использует поликлональные антитела против YTX для определения его концентрации в образце. Анализ доступен в продаже и является быстрым методом анализа YTX в моллюсках , клетках водорослей и образцах культур.
У ИФА есть несколько преимуществ: он очень чувствителен, имеет предел количественного определения 75 мкг/кг, [11] относительно дешев и прост в проведении. Главным недостатком этого метода является то, что он не может различать различные аналоги YTX и требует много времени для получения результатов. [6]
Хроматографические методы
Для анализа YTX можно использовать различные хроматографические методы. Это включает хроматографические методы, сопряженные с масс-спектрометрией и флуоресцентными детекторами. Все хроматографические методы требуют этапа калибровки перед анализом образца.
- Хроматографические методы с флуоресцентной детекцией
Жидкостная хроматография с флуоресцентным детектированием (ЖХ-ФЛД) обеспечивает селективный, относительно дешевый, воспроизводимый метод качественного и количественного анализа YTX для образцов моллюсков и водорослей. [6] Этот метод требует дополнительного этапа подготовки образца после завершения процедуры извлечения аналита (в этом случае предпочтительно использовать ТФЭ, чтобы можно было удалить из образца обычные помехи). Этот дополнительный этап включает в себя дериватизацию YTX с помощью флуоресцентного диенофильного реагента — диметокси-4-метил-3-оксо-3,4-дигидрохиноксалинил)этил]-1,2,4-триазолин-3,5-диона, который облегчает обнаружение аналита. Этот дополнительный этап подготовки образца может сделать анализ ЖХ-ФЛД чрезвычайно трудоемким и является основным недостатком метода. [5]
- Хроматографические методы в сочетании с масс-спектрометрией
Этот метод чрезвычайно полезен для анализа множественных токсинов. Он имеет многочисленные преимущества по сравнению с другими используемыми методами. Это чувствительный и селективный аналитический метод, что делает его идеальным для анализа сложных образцов и образцов с низкой концентрацией аналита. Метод также полезен тем, что он предоставляет важную структурную информацию об аналите, которая полезна для содействия идентификации аналита и когда неизвестные аналиты присутствуют в образце. Метод имеет преимущества по сравнению с LC-FLD, поскольку этапы дериватизации и очистки-экстракции не требуются. Были зарегистрированы пределы обнаружения анализа YTX 30 мг/г ткани моллюска для хроматографических методов, сопряженных с масс-спектрометрией. [12]
Главным недостатком ЖХ-МС является то, что оборудование очень дорогое. [6]
Капиллярный электрофорез
Капиллярный электрофорез (КЭ) становится предпочтительным аналитическим методом для анализа YTX, поскольку он имеет значительные преимущества по сравнению с другими используемыми аналитическими методами, включая высокую эффективность, быструю и простую процедуру разделения, небольшой требуемый объем образца и минимальное количество реагентов.
Методы, используемые для анализа YTX, включают: CE с ультрафиолетовым (УФ) обнаружением и CE, сопряженный с масс-спектрометрией (МС). CEUV является хорошим методом для анализа YTX, поскольку его селективность позволяет легко различать YTX и токсины DSP. Однако чувствительность этих методов может быть низкой из-за низкой молярной поглощательной способности аналитов. Метод дает предел обнаружения (LOD) 0,3 мкг/мл и предел количественного определения (LOQ) 0,9 мкг/мл. Чувствительность обычного CEUV можно улучшить, используя мицеллярную электрокинетическую хроматографию (MEKC).
CEMS имеет дополнительное преимущество перед CEUV, поскольку может предоставить информацию о молекулярном весе и/или структуре аналита. Это позволяет пользователю проводить недвусмысленные подтверждения аналитов, присутствующих в образце. LOD и LOQ были рассчитаны как 0,02 мкг/мл и 0,08 мкг/мл соответственно, что снова соответствует директиве Европейской комиссии . [5]
Смотрите также
Ссылки
- ^ ab A. Tubaro; V. Dell'Ovo; S. Sosa; C. Florio (2010). "Йессотоксины: токсикологический обзор". Toxicon . 56 (2): 163– 172. doi :10.1016/j.toxicon.2009.07.038. PMID 19660487.
- ^ ab MDA Howard; M. Silver; RM Kudela (2008). «Йессотоксин обнаружен в образцах мидий ( Mytilus californicus ) и фитопланктона с западного побережья США». Вредные водоросли . 7 (5): 646– 652. doi :10.1016/j.hal.2008.01.003.
- ^ ab "Морские биотоксины в моллюсках – Резюме по регулируемым морским биотоксинам" (pdf) . Научное мнение Группы по загрязнителям в пищевой цепи . Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов. 13 августа 2009 г. Вопрос № EFSA-Q-2009-00685.
- ^ M. Murata; M. Kumagi; JS Lee; T. Yasumoto (1987). «Выделение и структура йессотоксина, нового полиэфирного соединения, участвующего в отравлении моллюсками, вызывающими диарею». Tetrahedron Letters . 28 (47): 5869– 5872. doi :10.1016/S0040-4039(01)81076-5.
- ^ abc P. de la Iglesia; A. Gago-Martinez; T. Yasumoto (2007). «Расширенные исследования по применению высокопроизводительного капиллярного электрофореза для анализа йессотоксина и 45-гидроксийессотоксина». Журнал хроматографии A. 1156 ( 1– 2 ): 160– 166. doi :10.1016/j.chroma.2006.12.084. PMID 17239891.
- ^ abcdefg Б. Пас; АХ Даранас; М. Норте; П. Риобо; Дж. М. Франко; Джей Джей Фернандес (2008). «Йессотоксины, группа морских полиэфирных токсинов; обзор». Морские наркотики . 6 (2): 73–102 . doi : 10.3390/md6020073 . ПМЦ 2525482 . ПМИД 18728761.
- ^ Корснес, Моника С .; Корснес, Рейнерт (2017). «Митотическая катастрофа в клетках BC3H1 после воздействия йессотоксина». Frontiers in Cell and Developmental Biology . 5 : 30. doi : 10.3389/fcell.2017.00030 . PMC 5374163. PMID 28409150.
- ^ Корснес, Моника С.; Корснес, Рейнерт (2018). «Отслеживание отдельных клеток рака легких A549, подвергшихся воздействию морского токсина, выявляет корреляции в профилях генеалогического дерева». Frontiers in Oncology . 8 : 260. doi : 10.3389/fonc.2018.00260 . PMC 6039982. PMID 30023341 .
- ^ Суарес Корснес, Моника; Скогтведт Рёд, Сьюзен; Транулис, Майкл А.; Эспенес, Арильд; Кристоферсен, Берит (2014). «Йессотоксин вызывает риботоксический стресс». Токсикология in vitro . 28 (5): 975–981 . doi : 10.1016/j.tiv.2014.04.013 . hdl : 11250/2574125 . ПМИД 24780217.
- ^ ab A. These; J. Scholz; A. Preiss-Weigert (2009). "Чувствительный метод определения липофильных морских биотоксинов в экстрактах мидий и обработанных моллюсков с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии-тандемной масс-спектрометрии на основе обогащения твердофазной экстракцией". Journal of Chromatography A. 1216 ( 21): 4529– 4538. doi :10.1016/j.chroma.2009.03.062. PMID 19362722.
- ^ LR Briggs; CO Miles; JM Fitzgerald; KM Ross; I. Garthwaite; NR Towers (2004). «Иммуноферментный анализ для обнаружения йессотоксина и его аналогов». J. Agric. Food Chem . 52 (19): 5836– 5842. doi :10.1021/jf049395m. PMID 15366829.
- ^ M. Fernández Amandi; A. Furey; M. Lehane; H. Ramstad; KJ James (2002). «Жидкостная хроматография с электрораспылительной ионной ловушкой масс-спектрометрии для определения йессотоксинов в моллюсках». Журнал хроматографии A. 976 ( 1– 2 ): 329– 334. doi :10.1016/S0021-9673(02)00946-9. PMID 12462625.
Источники
