Struktur tetrodotoxin, ciri, kegunaan, kesan

The Tetrodotoxin (TTX) adalah aminoperhidroquine berbisa Tetraodontiform; Antaranya ikan belon. Ia juga di Triton, Worms Flat (Platelmintos), ketam, sotong cincin biru, dan sebilangan besar bakteria.

Antara spesies bakteria di mana tetrodotoxin (disingkat sebagai TTX), adalah: Vibrio algenolyticus, Pseudoalteromonas tetraodonis, serta bakteria lain genus Vibrio dan Pseudomonas. Dari sini boleh menjadi intuit bahawa asalnya adalah bakteria.

Molekul tetrodotoxin dan salah satu sumber semula jadi: ikan belon. Sumber: Imej Asal (GFDL/CC-BY-SA): Liné1Derivative: Capacio [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)]

Walau bagaimanapun, kehadiran kelenjar exocrine untuk rembesan TTX di dalam ikan dunia, serta penyimpanannya dalam kelenjar air liur dari sotong cincin biru, menunjukkan bahawa haiwan tertentu juga boleh mempunyai keupayaan untuk mensintesisnya.

TTX menggunakan badan pada tindakannya dengan menyekat saluran natrium akson neuron dan sel -sel otot rangka dan licin; Kecuali sel -sel otot jantung, yang mempunyai "pintu" tahan terhadap TTX.

Penyebab utama kematian manusia secara tiba -tiba yang dimediasi oleh TTX adalah tindakan lumpuhnya pada diafragma dan otot intercostal; otot yang diperlukan untuk bernafas. Oleh itu, kematian berlaku dalam beberapa jam, selepas pengambilan TTX.

Dos oral maut purata (LD50) tikus tetrodotoxin adalah 334 μg/kg berat. Sementara itu, LD50 untuk kalium sianida adalah 8.5 mg/kg. Ini bermaksud bahawa TTX adalah racun, kira -kira 25 kali lebih kuat daripada kalium sianida.

[TOC]

Struktur tetrodotoxin

Struktur molekul tetrodotoxin. Sumber: Benjah-bmm27 [domain awam]

Imej atas menunjukkan struktur molekul tetrodotoxin dengan model sfera dan bar. Sfera merah sesuai dengan atom oksigen, biru ke atom nitrogen, dan hitam dan hitam ke hidrogen dan karbon, masing -masing.

Jika ia berhenti seketika dalam atom O, ia akan dilihat bahawa enam daripadanya ditemui sebagai kumpulan hidroksil, OH; Oleh itu, terdapat enam kumpulan OH di pinggir molekul. Sementara itu, baki dua atom seperti jambatan oksigen dalam unit kitaran pekat.

Ia boleh melayani anda: Transerifikasi: mekanisme, dalam asid lemak, dalam mikroalga, kegunaan

Sebaliknya, hampir tidak ada tiga atom nitrogen, tetapi mereka tergolong dalam kumpulan yang unik: Guanidino. Kumpulan ini boleh membawa beban positif jika C = NH memenangi ion hidrogen, berubah menjadi C = NH₂⁺; Oleh itu, ia akan terletak di bahagian bawah molekul. Semasa berada di bahagian atas, -OH di atas tidak dilindungi dan menjadi seperti -O^-.

Oleh itu, tetrodotoxin boleh mempunyai dua beban ionik pada masa yang sama di kawasan yang berlainan strukturnya; yang, walaupun ia kelihatan rumit, dipermudahkan apabila sangkar dianggap.

Jambatan sangkar dan hidrogen

Tetrodotoxin kemudiannya boleh digambarkan sebagai sangkar, kerana kitaran bersatu mewakili struktur padat. Di atas dikatakan bahawa dia mempunyai enam kumpulan OH di pinggirnya (jika dia tidak mempunyai beban negatif), sebagai tambahan kepada tiga kumpulan NH milik kumpulan Guanidino (jika dia tidak mempunyai caj positif).

Secara keseluruhannya, molekul dapat mendermakan sehingga sembilan jambatan hidrogen; Dan juga, anda boleh menerima bilangan jambatan yang sama, dan dua lagi kerana atom oksigen dalaman dalam kitaran mereka. Oleh itu, sangkar ini agak aktif dari segi interaksi intermolecular; Anda tidak boleh "berjalan" di sana tanpa perasan.

Ini bermakna terdapat permukaan nitrogen atau oksigen supaya tetrodotoxin berlabuh kerana interaksi yang kuat. Malah, inilah sebabnya mengapa ia menghalang saluran natrium, berkelakuan seperti sangkar-penjuru yang menghalang lulus ion⁺ Di dalam sel.

Ciri -ciri

Beberapa ciri atau sifat tetrodotoxin disebutkan di bawah:

-Formula molekulnya c_sebelasH₁₇N₃Sama ada₈ dan berat molekul 319.27 g/mol.

-Anda boleh menyediakan TTX dari ovari ikan belon. Selepas homogenisasi mereka, protein mendakan, dan supernatan tertakluk kepada kromatografi karbon yang diaktifkan; memperoleh 8-9 g TTX tulen dengan 1.000 g ikan roe.

-TTX dehidrasi adalah habuk putih, larut air dan asid asetik yang dicairkan; Tetapi hampir tidak larut dalam pelarut organik.

-Ia termostable, kecuali dalam medium alkali. Ia juga tidak stabil apabila 100 ºC dipanaskan dalam medium berasid.

-Apabila dipanaskan pada 220 ºC, dia menjadi gelap tanpa dekomposisi.

-TTX dimusnahkan oleh asid kuat dan alkali.

Boleh melayani anda: monokromator: komponen, fungsi, jenis

-Ia mempunyai pemalar pemisahan, pKa = 8.76 dalam air, dan pKA = 9.4 dalam 50 % alkohol.

-Ia adalah pangkalan monoorik, stabil antara pH 3 - 8.5.

-Ketoksikan TTX dihapuskan oleh tindakan natrium natrium hidroksida 2 %.

-Ketumpatan TTX sebanyak 1,3768 g/cm telah dianggarkan³. Begitu juga, titik mendidih 458.31 ºC telah dianggarkan.

Mekanisme tindakan

Blok saluran natrium

TTX menyekat saluran⁺, mencegah penyebaran potensi tindakan atau impuls saraf dalam sel -sel yang mengasyikkan.

Dengan menghalang penyebaran potensi tindakan, TTX membawa kepada kelumpuhan sel -sel otot yang membawa kepada kematian haiwan dalam masa yang singkat.

Saluran NA⁺, Seperti saluran ionik lain, mereka adalah protein yang menyeberangi membran plasma. Ini adalah bergantung kepada voltan; iaitu, mereka dapat bertindak balas terhadap variasi membran yang berpotensi dengan pembukaannya.

TTX adalah molekul kira -kira 8 Å diameter, yang diletakkan di luar saluran NA⁺; betul -betul di mulut yang memberikan akses ke saluran, menghalang kemasukan NA⁺ melalui yang sama. Dianggap bahawa molekul TTX tunggal sudah cukup untuk menyekat saluran NA⁺.

Lumpuh

TTX dengan menyekat entri NA⁺ menghalang pembentukan potensi tindakan di sel neuron, serta penyebarannya di seluruh akson. Dengan cara yang sama, pembentukan potensi tindakan dalam sel -sel otot, keperluan untuk penguncupan dicegah.

Oleh itu, tidak mengikat sel -sel otot berlaku lumpuh mereka. Dalam kes otot diafragma dan otot intercostal, lumpuhnya menghalang pernafasan, menyebabkan kematian dalam beberapa jam.

Aplikasi

TTX dos rendah mempunyai tindakan analgesik pada pesakit yang mengalami sakit teruk yang tidak lega dengan rawatan konvensional. 24 pesakit mengalami kanser terminal, menyerahkannya kepada 31 kitaran rawatan dos TTX antara 15 dan 90 μg/hari.

Akibatnya, pengurangan klinikal yang signifikan dalam intensiti kesakitan diperhatikan, dalam 17 daripada 31 kitaran. Kelegaan kesakitan berterusan selama dua atau lebih minggu. TTX berkesan mengurangkan kesakitan yang teruk dan tahan terhadap kebanyakan pesakit kanser.

Boleh melayani anda: helium: sejarah, sifat, struktur, risiko, kegunaan

Di samping itu, Syarikat Farmaseutikal Wex mengkaji penggunaan tetrodotoxin untuk rawatan kesakitan pada pesakit kanser maju. Dan juga dalam pengguna candu, untuk mengurangkan dos yang digunakan dari dadah.

Kesan pada organisma

Paresthesia

Dos rendah TTX menghasilkan paral. Gejala ini juga merupakan sebahagian daripada gejala umum keracunan TTX.

Gejala

Terdapat kontraksi otot rangka secara keseluruhannya, ditunjukkan oleh kesukaran dalam artikulasi kata -kata dan menelan. Murid -murid orang yang diracuni tetap dan diluaskan. Perkara yang paling dramatik adalah bahawa orang benar -benar lumpuh, tetapi sedar.

Tanda dan gejala kardiovaskular dicirikan oleh sakit dada, hipotensi dan aritmia jantung. Perubahan pernafasan ditunjukkan oleh kesukaran bernafas dan sianosis; iaitu warna kulit kebiruan dan rongga mulut.

Dalam sistem gastrousus, loya, muntah dan cirit -birit biasanya dibentangkan.

Kematian

Kadar kematian orang yang menelan TTX, dan belum dirawat, lebih besar daripada 50%. Kematian berlaku dalam tempoh antara 4 dan 6 jam selepas keracunan.

Dalam beberapa kes kematian boleh berlaku dalam tempoh setakat 20 minit. TTX boleh menyebabkan kematian seseorang menjadi dos serendah 1 hingga 4 mg.

Fugus: hidangan fana

Pada masa lalu, keracunan terbesar dengan TTX disebabkan oleh pengambilan Fugus. Fugus adalah hidangan yang dianggap sebagai kepintaran makanan Jepun dan disediakan dengan ikan belon; yang memberikan kepekatan tertinggi TTX di hati dan di gonad.

Pada masa ini, kawalan telah ditubuhkan untuk mengurangkan risiko keracunan untuk tujuan ini. Orang yang memproses ikan belon dan yang menyediakan fugus memerlukan beberapa tahun untuk mendapatkan kemahiran yang membolehkan penyediaan hidangan.

Rujukan

1. Tasik, j., Rodríguez, l. P., Putih, l., Vieites, J. M., & Cabado, ke. G. (2015). Tetrodotoxin, neurotoxin laut yang sangat kuat: pengedaran, ketoksikan, asal dan kegunaan terapeutikal. Dadah Marin, 13 (10), 6384-6406. Doi: 10.3390/MD13106384
2. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. (2019). Tetrodotoxin. Pangkalan data PUBCHEM. CID = 11174599. Pulih dari: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
3. Wikipedia. (2019). Tetrodotoxin. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
4. Buku Kimia. (2017). Tetrodotoxin. Pulih dari: buku kimia.com
5. Bank Dadah. (2019). Tetrodotoxin. Pulih dari: Drugbank.Ac