Йессотоксин - Yessotoxin

Йессотоксин
Yessotoxin.svg
Имена
Название ИЮПАК
2-[(2S, 4аS, 5ар,6р, 6аS, 7ар,8S, 10аS, 11ар, 13аS, 14ар, 15аS, 16ар,18S,19р, 20аS, 21ар, 22аS, 23ар, 24аS, 25ар, 26аS, 27ар, 28аS, 29ар) -6-Гидрокси-2 - [(2р,3E) -2-гидрокси-5-метилен-3,7-октадиен-2-ил] -5a, 8,10a, 11a, 19-пентаметил-3-метилен-18- (сульфоокси) 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-19-ил] этилгидросульфат
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭМБЛ
ChemSpider
UNII
Характеристики
C55ЧАС82О21S2
Молярная масса1143.36 г · моль−1
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Йессотоксины группа липофильный, сера несущий полиэфир токсины которые связаны с сигуатоксины.[1] Их выпускают самые разные динофлагелляты, в первую очередь Lingulodinium polyedrum и Gonyaulax spinifera.[2]

Когда условия окружающей среды стимулируют рост YTX, производящего динофлагелляты, токсин (ы) биоаккумулировать в съедобных тканях двустворчатые моллюски, включая моллюски, гребешки, и моллюски, что позволяет YTX в пищевая цепочка.[3]

История

Первый обнаруженный аналог YTX, йессотоксин, первоначально был обнаружен в гребешок разновидность Патинопектен йессоенсис в 1960-е гг.[4] С тех пор многочисленные аналоги йессотоксина были выделены из моллюски и морские водоросли (включая 45-гидроксиэзотоксин и карбоксиэссотоксин).[1]

Первоначально ученые ошибочно отнесли YTX к группе токсинов от диарейного отравления моллюсками (DSP) по линиям окадаиновая кислота и азаспирациды. Эти токсины могут вызвать сильное расстройство желудочно-кишечного тракта и ускорить рост рака. Как только ученые поняли, что YTX не обладают таким же токсикологическим механизмом действия, как другие токсины (протеинфосфатаза ингибиторы) им была дана собственная классификация.[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 у людей. Однако они обнаружили, что YTX оказывают токсическое действие на мышей, когда YTX вводили внутрибрюшинный инъекция в животное. Встречаемые токсикологические эффекты аналогичны тем, которые наблюдаются для паралитических токсинов моллюсков, и включают: гепатотоксичность, кардиотоксичность, и нейротоксичность, с уровнем YTX 100 мкг / кг, вызывающим токсические эффекты. Ограниченные токсические эффекты наблюдались после перорального введения токсина животным. Механизм токсического действия YTX неизвестен и в настоящее время изучается рядом исследовательских групп. Однако некоторые недавние исследования показывают, что способ действия может иметь какое-то отношение к изменению кальций гомеостаз.[6]Недавно сообщалось и подтверждено генотоксичность.[7][8]


Хотя нет данных, подтверждающих прямую связь YTX и токсичности для людей, проблемы, касающиеся потенциальных рисков для здоровья YTX, все еще остаются в силе из-за наблюдаемой значительной токсичности для животных, как и других водорослей. токсины присутствует в моллюски, 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 г. Европейская комиссия установили нормативный уровень на уровне 1 мкг YTX на грамм (1 мг / кг) моллюски мясо, предназначенное 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. Это сложно из-за большого количества аналогов YTX, которые могут присутствовать в образце. Анализ также проблематичен, потому что YTX имеют аналогичные свойства с другими липофильный токсины присутствуют в образцах, поэтому методы могут давать ложноотрицательные или ложноположительные результаты из-за интерференции образцов.

Для обнаружения YTX было разработано несколько экспериментальных методов, каждый из которых предлагает различные уровни избирательность и чувствительность, имея множество преимуществ и недостатков.

Методы экстракции

Перед анализом YTX должны быть выделены из среды образца, независимо от того, пищеварительная ли это железа моллюски, образец воды или питательная среда. Этого можно добиться несколькими способами:

Жидкость – жидкостная экстракция или экстракция растворителем

Жидкостно-жидкостная экстракция или же экстракция растворителем может использоваться для выделения YTX из среды образца. Метанол обычно является предпочтительным растворителем, но также можно использовать другие растворители, включая ацетон и хлороформ. Недостаток использования экстракция растворителем метод, уровни извлечения аналита могут быть низкими, поэтому любые результаты, полученные количественная оценка процессы могут не быть репрезентативными для выборки.[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 проб. Это выгоднее растворитель экстракция, поскольку он концентрируется (может дать обогащение образца до 10 степени) и может очищать образец путем удаления соли и неполярный вещества, которые могут помешать окончательному анализу. Этот метод также полезен, потому что он дает хороший уровень восстановления YTX - от 40 до 50%.[6][10]

Аналитические методы

Для идентификации и количественной оценки YTX можно использовать ряд аналитических методов.

Биоанализ на мышах

Процедура биоанализа на мышах (MBA), разработанная Ясумото и другие. это официальный эталонный метод, используемый для анализа YTX и липофильный токсины, включая окадиаковую кислоту, динофизитоксины (DSP), азаспирациды и пектенотоксины.

MBA включает инъекцию выделенного токсина мыши и мониторинг выживаемости мышей; впоследствии можно сделать вывод о токсичности пробы и определить концентрацию аналита. Этот расчет сделан на основе того, что одна единица мыши (MU) - это минимальное количество токсина, необходимое для уничтожения мыши за 24 часа. MU устанавливается регулирующими органами на уровне 0,05 MU / г животного.

Оригинальный Yasumoto MBA подвержен влиянию паралитических токсинов моллюсков и свободен жирные кислоты в растворе, что приводит к ложноположительным результатам. В MBA можно внести несколько изменений, чтобы можно было выполнить тест без этих ошибок.

Однако MBA по-прежнему имеет много недостатков;

  • Метод неспецифический проба - он не может отличить YTX от других компонентов образца, включая токсины DSP
  • Метод имеет экономические и социальные проблемы в отношении тестирования на животных.
  • Полученные результаты не очень воспроизводимы.
  • Метод имеет недостаточные возможности обнаружения.

Однако этот метод быстрый и недорогой. Из-за этих факторов для анализа YTX предпочтительнее другие, недавно разработанные методы.[нужна цитата ]

Иммуноферментный анализ

В иммуноферментный анализ (ELISA) метод, используемый для анализа YTX, является недавно разработанным Бриггсом методом. и другие.[6] Это конкурентное, косвенное иммуноанализ использует поликлональные антитела против YTX для определения его концентрации в образце. Данный анализ коммерчески доступен и представляет собой быстрый метод анализа YTX в моллюски, клетки водорослей и образцы культур.

ИФА имеет ряд преимуществ: он очень чувствителен, имеет предел количественной оценки 75 мкг / кг,[11] это относительно дешево, и его легко осуществить. Основным недостатком этого метода является то, что он не позволяет различать разные аналоги YTX и требует много времени для получения результатов.[6]

Хроматографические методы

Для анализа YTX могут использоваться различные хроматографические методы. Это включает хроматографические методы в сочетании с масс-спектрометрии и флуоресценция детекторы. Все хроматографические методы требуют калибровка шаг перед анализом образца.

Хроматографические методы с флуоресценция обнаружение

Жидкостная хроматография с детектированием флуоресценции (LC-FLD) обеспечивает селективный, относительно дешевый, воспроизводимый метод для качественный и количественный анализ YTX для образцов моллюсков и водорослей.[6]Этот метод требует дополнительного этапа подготовки образца после завершения процедуры извлечения аналита (в этом случае предпочтительно используется SPE, чтобы из образца можно было удалить общие помехи). Этот дополнительный шаг включает дериватизация YTX с флуоресцентный диенофил реагент - диметокси-4-метил-3-оксо-3,4-дигидрохиноксалинил) этил] -1,2,4-триазолин-3,5-дион, который облегчает обнаружение аналита. Этот дополнительный этап подготовки пробы может сделать анализ LC-FLD чрезвычайно трудоемким и является основным недостатком метода.[5]

Хроматографические методы в сочетании с масс-спектрометрией

Этот метод чрезвычайно полезен для анализа нескольких токсинов. Он имеет множество преимуществ перед другими используемыми методами. Это чувствительный и селективный аналитический метод, что делает его идеальным для анализа сложных проб и проб с низкими концентрациями аналита. Метод также полезен тем, что он предоставляет важную структурную информацию об анализируемом веществе, которая полезна для облегчения идентификации анализируемого вещества, а также когда в пробе присутствуют неизвестные аналиты. Этот метод имеет преимущества перед LC-FLD, поскольку этапы дериватизации и очистки экстракции не требуются. Были зарегистрированы пределы обнаружения YTX-анализа 30 мг / г ткани моллюсков для хроматографических методов в сочетании с масс-спектрометрией.[12]

Главный недостаток ЖХ-МС - очень дорогое оборудование.[6]

Капиллярный электрофорез

Капиллярный электрофорез (CE) 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, требуемый небольшой объем образца и минимальное количество реагентов.

Методы, используемые для анализа YTX, включают: CE с ультрафиолетовый (УФ) обнаружение и CE в сочетании с масс-спектрометрии (РС). CEUV - хороший метод для анализа YTX, поскольку по его избирательности можно легко отличить YTX от токсинов DSP. В чувствительность из этих методов, однако, могут быть неудовлетворительными из-за низкого молярная поглощающая способность аналитов. Метод дает предел обнаружения (LOD) 0,3 мкг / мл и предел количественного определения (LOQ) 0,9 мкг / мл. Чувствительность обычного CEUV можно повысить с помощью мицеллярной электрокинетической хроматографии (MEKC).

CEMS имеет дополнительное преимущество перед CEUV, заключающееся в том, что она может давать информацию о молекулярной массе и / или структуре об аналите. Это позволяет пользователю однозначно подтверждать наличие аналитов в образце. LOD и LOQ были рассчитаны как 0,02 мкг / мл и 0,08 мкг / мл соответственно, что снова соответствует требованиям. Европейская комиссия директива.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б А. Тубаро; В. Делл'Ово; С. Соса; К. Флорио (2010). «Йессотоксины: токсикологический обзор». Токсикон. 56 (2): 163–172. Дои:10.1016 / j.toxicon.2009.07.038. PMID  19660487.
  2. ^ а б М. Д. А. Ховард; М. Сильвер; Р. М. Кудела (2008). «Йессотоксин обнаружен в мидиях (Mytilus калифорнийский) и образцы фитопланктона с западного побережья США ". Вредные водоросли. 7 (5): 646–652. Дои:10.1016 / j.hal.2008.01.003.
  3. ^ а б «Морские биотоксины в моллюсках - Краткое изложение регулируемых морских биотоксинов» (pdf). Научное заключение Группы по загрязняющим веществам в пищевой цепи. Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов. 13 августа 2009 г. Вопрос № EFSA-Q-2009-00685.
  4. ^ М. Мурата; М. Кумаги; Дж. С. Ли; Т. Ясумото (1987). «Выделение и структура йессотоксина, нового полиэфирного соединения, связанного с диарейным отравлением моллюсками». Буквы Тетраэдра. 28 (47): 5869–5872. Дои:10.1016 / S0040-4039 (01) 81076-5.
  5. ^ а б c П. де ла Иглесиа; А. Гаго-Мартинес; Т. Ясумото (2007). «Передовые исследования по применению высокоэффективного капиллярного электрофореза для анализа йессотоксина и 45-гидроксиэзотоксина». Журнал хроматографии А. 1156 (1–2): 160–166. Дои:10.1016 / j.chroma.2006.12.084. PMID  17239891.
  6. ^ а б c d е ж грамм Б. Пас; А. Х. Даранас; М. Норте; П. Риобо; Дж. М. Франко; Дж. Дж. Фернандес (2008). «Йессотоксины, группа морских полиэфирных токсинов; обзор». Морские препараты. 6 (2): 73–102. Дои:10.3390 / md6020073. ЧВК  2525482. PMID  18728761.
  7. ^ Korsnes, Mónica S .; Корснес, Райнерт (2017). «Митотическая катастрофа в клетках BC3H1 после воздействия йессотоксина». Границы клеточной биологии и биологии развития. 5: 30. Дои:10.3389 / fcell.2017.00030. ЧВК  5374163. PMID  28409150.
  8. ^ Korsnes, Mónica S .; Корснес, Райнерт (2018). «Одноклеточное отслеживание клеток рака легкого A549, подвергшихся воздействию морского токсина, выявляет корреляции в профилях родословных деревьев». Границы онкологии. 8: 260. Дои:10.3389 / fonc.2018.00260. ЧВК  6039982. PMID  30023341.
  9. ^ Суарес Корснес, Моника; Скогтведт Рёд, Сьюзан; Транулис, Майкл А .; Эспен, Арильд; Кристоферсен, Берит (2014). «Йессотоксин вызывает риботоксический стресс». Токсикология in vitro. 28 (5): 975–981. Дои:10.1016 / j.tiv.2014.04.013. PMID  24780217.
  10. ^ а б А. Эти; Дж. Шольц; А. Прейсс-Вейгерт (2009). «Чувствительный метод определения липофильных морских биотоксинов в экстрактах мидий и обработанных моллюсков с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии на основе обогащения путем твердофазной экстракции». Журнал хроматографии А. 1216 (21): 4529–4538. Дои:10.1016 / j.chroma.2009.03.062. PMID  19362722.
  11. ^ Л. Р. Бриггс; К. О. Майлз; Дж. М. Фицджеральд; К. М. Росс; И. Гартвейт; Н. Р. Тауэрс (2004). «Иммуноферментный анализ для обнаружения йессотоксина и его аналогов». J. Agric. Food Chem. 52 (19): 5836–5842. Дои:10.1021 / jf049395m. PMID  15366829.
  12. ^ М. Фернандес Аманди; А. Фьюри; М. Лехан; Х. Рамстад; К. Дж. Джеймс (2002). «Жидкостная хроматография с электрораспылением и масс-спектрометрией с ионной ловушкой для определения йессотоксинов в моллюсках». Журнал хроматографии А. 976 (1–2): 329–334. Дои:10.1016 / S0021-9673 (02) 00946-9. PMID  12462625.

Источники

  • Дж. Осен; И. А. Самдал; К. О. Майлз; Э. Даль; Л. Р. Бриггс; Т. Ауне (2005). «Йессотоксины в норвежских голубых мидиях (Mytilus edulis): Поглощение от Protoceratium reticulatum, метаболизм и очистка ». Токсикон. 45 (3): 265–272. Дои:10.1016 / j.toxicon.2004.10.012. PMID  15683864.