Калотропин - Calotropin

Калотропин
Калотропин Structure.png
Имена
Название ИЮПАК
(1р, 3аS, 3бр, 5аS, 6ар, 7аS,9р,11S, 11аS, 12ар, 13ар, 13бS, 15ар) -3a, 11,11a-Тригидрокси-9,15a-диметил-1- (5-оксо-2,5-дигидро-3-фуранил) икозагидро-7aЧАС, 13аЧАС-циклопента [7,8] фенантро [2,3-б] пирано [3,2-е] [1,4] диоксин-13a-карбальдегид
Другие имена
Пецилоцерин А, Пекилоцерин А
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
КЕГГ
UNII
Характеристики
C29ЧАС40О9
Молярная масса532.630 г · моль−1
Температура плавления 223 ° С (433 ° F, 496 К)
Опасности
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
9800 мкг / кг (мышь)[1]
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Калотропин это токсичный карденолид найдено в растениях в семье Asclepiadoideae. В крайних случаях отравление калотропином может вызвать: респираторный и сердечный отказ. Случайное отравление часто встречается у скота, который проглотил молочай. Калотропин обычно хранится в виде защитный механизм к насекомые которые едят молочая в качестве основного источника пищи.

Химия

Калотропин - это токсичный соединение и классифицируется как карденолидный тип сердечный гликозид. Эти молекулы относятся к стероиды, и имеют аналогичную углеродную основу. Калотропин, как и калактин, калотоксин и ушарин, основан на калотропагенин, предшественник этих молекул. Они имеют схожую активность и часто встречаются вместе у растений этого рода. Калотропис.[2]

Биосинтез дигитоксигенина

Биосинтез

Считается, что биосинтез калотропина похож на дигитоксин, другой карденолид. Дигитоксин более известен как лекарство от сердечная недостаточность, и поэтому биосинтез был дополнительно изучен. Однако считается, что многие карденолиды синтезируются в растения аналогичным способом, но этот процесс еще недостаточно изучен. Предшественник стерола для этого процесса аналогичен прекурсору для стероидные алкалоиды. Два предложенных пути, прегнане путь и путь норхолановой кислоты возможны для превращения предшественника стерола в дигитоксигенин, предшественник дигитоксина. Как прегнан, так и пути норхолановой кислоты используют прогестерон 5β-редуктазы, P5βR и P5βR2 соответственно. В пути прегнана растительный аналог митохондриальной цитохром P450 (CYP11A у человека), как полагают, катализирует превращение прегненолон к прогестерону. Прогестерон далее преобразуется P5βR в 5β-прегнан-3,20-дион, а затем в дигитоксигенин. Меньше известно о метаболизме норхолановой кислоты. На этом сходство между дигитоксином и калотропином заканчивается. Калотропогенин может производиться тем же способом, что и дигитоксигенин, однако механизм производства калотропина и дигитоксина из них генины расходится. Не очень хорошо изучено, как калотропин производится из его предшественника калотропогенина.[3][4]

Токсичность

Натрий-калиевый насос

Механизм действия

Карденолиды, такие как калотропин, ингибируют натриево-калиевый насос, Na+/ К+-ATPase. Этот фермент Ответственный за активный транспорт ионов натрия и калия через клеточную мембрану. Этот процесс также помогает регулировать потенциал покоя и объем ячейки. Предполагается, что ингибирование этого фермента в сердечной ткани является рецептором калотропина и сердечных гликозидов в целом, и это отвечает за токсические эффекты.[3][5] Подавление Na+/ К+-АТФаза вызывает увеличение натрия внутри клетки, и под действием натрий-кальциевый обменник (NCX) также повышает концентрацию кальция. Калотропин более заметно влияет на миокард чем на скелетных мышцах, поскольку эти клетки имеют более активные белки NCX.[6] Это может позволить увеличить сердечный выброс сердечными мышцами, но также может привести к аритмия, который усугубляется накоплением заряда, возникающим при Na+/ К+-АТФаза ингибируется.[7]

Симптомы и биоактивность

Отравление может вызвать множество неприятных симптомов, включая боль в животе, вздутие живота, диарею, мышечный тремор, припадки, и смерть.[8] Смерть может быть вызвана кровоизлияния в легких, дыхательной или сердечной недостаточности. Симптомы могут проявиться уже через два часа после приема внутрь и сохраняться в течение нескольких часов или дней.[5] Проглатывание не всегда приводит к летальному исходу, и растения этого рода Калотропис издавна использовались в Индии как народное средство.[9]

Природные источники

Гусеницы бабочки монарх питаются молочай листья

Растения

Калотропин в основном вырабатывается растениями в Asclepiadoideae семейства, и могут быть получены или выделены из растительных экстрактов Калотропис гигантский и Калотропический процесс. Растения Asclepiadoideae обычно считаются ядовитыми и распространены во всем мире. Калотропин содержится в латекс,[9] листья и корневая кора.[2] Проглатывание этих растений токсично для млекопитающие, и может быть опасным для жизни.[8]

Насекомые

Бабочки монарх являются одними из многих насекомых, которые питаются молочая.[10] Эти бабочки питаются североамериканский молочая (Асклепии ) растения. Эти молочая относятся к Индийский и Северная Африка молочая (Калотропис ), которые потребляются североафриканским кузнечиком. Poekilocerus bufonis.[11] Эти насекомые адаптировались к токсичности молочая, способны безопасно изолировать карденолиды из молочая в железах или тканях во время их ранние стадии развития.[12] Насекомые в основном задерживают калотропин и калактин ( конфигурационный изомер ), хотя в латексе и листьях растений присутствуют другие карденолиды. Эти яды, хотя и не вредны для насекомого, делают его неприятным для птицы и млекопитающие, и поэтому служат механизмом защиты. Бабочки-монарх также хранят несколько летучий пиразины, которые выделяют запах, который является предупреждающий сигнал хищникам, чтобы избежать насекомых.[11] P. bufonis способен использовать калотропин в своем защитном спрее.[3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Детали категории Haz-Map". hazmap.nlm.nih.gov. Получено 2018-04-25.
  2. ^ а б 1949-, Даниэль, М. (Маммен) (2006). Лекарственные растения: химия и свойства. Энфилд, Нью-Хэмпшир: научные издательства. ISBN  1578083958. OCLC  61456768.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  3. ^ а б c Agrawal, Anurag A .; Петченко Георгий; Bingham, Robin A .; Вебер, Марджори Дж .; Расманн, Серджио (31 января 2012). «Токсичные карденолиды: химическая экология и коэволюция специализированных взаимодействий растений и травоядных». Новый Фитолог. 194 (1): 28–45. Дои:10.1111 / j.1469-8137.2011.04049.x. ISSN  0028-646X. PMID  22292897.
  4. ^ Бауэр, Питер; Мункерт, Дженнифер; Брыдзюн, Маргарета; Бурда, Эдита; Мюллер-Ури, Фридер; Грёгер, Харальд; Muller, Yves A .; Крайс, Вольфганг (2010). «Высококонсервативные гены прогестерон-5β-редуктазы (P5βR) из не содержащих 5β-карденолидов и продуцирующих 5β-карденолид покрытосеменных». Фитохимия. 71 (13): 1495–1505. Дои:10.1016 / j.phytochem.2010.06.004. ISSN  0031-9422. PMID  20598327.
  5. ^ а б Pubchem. «Калотропин». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Получено 2018-04-26.
  6. ^ «NA + / K + -АТФаза и ингибиторы (дигоксин) - Фармакорама». www.pharmacorama.com. Получено 2018-04-30.
  7. ^ Хойер, Кирстен; Песня, Yejia; Ван, Десуо; Фан, Диллон; Бальски, Джеймс; Ingwall, Joanne S .; Белардинелли, Луис; Шрайок, Джон С. (01.05.2011). «Уменьшение позднего натриевого тока улучшает сердечную функцию во время ингибирования натриевой помпы Уабаином». Журнал фармакологии и экспериментальной терапии. 337 (2): 513–523. Дои:10.1124 / jpet.110.176776. PMID  21325441.
  8. ^ а б «Руководство по ядовитым растениям - Колледж ветеринарной медицины и биомедицинских наук - Государственный университет Колорадо». csuvth.colostate.edu. Получено 2018-04-25.
  9. ^ а б Упадхьяй РК. Этномедицинское, фармацевтическое и пестицидное использование Calotropis procra (Aiton) (семейство: Asclepiadaceae). Int J Green Pharm 2014; 8: 135-46.
  10. ^ Гиллер, Джеффри (2015-11-04). "Бабочки превращают токсины молочая в оружие". Ученый. Получено 2018-04-25.
  11. ^ а б Морган, Дэвид Э. (2010). Биосинтез у насекомых (Продвинутый ред.). Кембридж: Королевское химическое общество. ISBN  9781847558084. OCLC  664322798.
  12. ^ Комплексная химия натуральных продуктов. Бартон, Дерек Х. Р., 1918–1998., Наканиши, Коджи, 1925, Мет-Кон, Отто., 中西,, (1925-) (1-е изд.). Амстердам: Эльзевир. 1999 г. ISBN  008042709X. OCLC  38765050.CS1 maint: другие (связь)