Альфа-Аманитин - Alpha-Amanitin

α-Аманитин
Альфа-аманитин structure.png
Альфа-аманитин-from-xtal-1k83-3D-sticks-skeletal.png
Имена
Другие имена
(циклический L-аспарагинил-4-гидрокси-L-проли- (р) -4,5-дигидрокси-L-изолейцил-6-гидрокси-2-меркапто-L-триптофилглицил-L-изолейцилглицил-L-цистеинил) циклический (4 → 8) -сульфид (р)-S-окись.
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.041.287 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
C39ЧАС54N10О14S
Молярная масса918,97 г / моль
хороший
Опасности
Главный опасностиОчень токсичен
Пиктограммы GHSGHS06: Токсично
H300, H310, H330, H373
P260, P262, P264, P270, P271, P280, P284, P301 + 310, P302 + 350, P304 + 340, P310, P314, P320, P321, P322, P330, P361, P363, P403 + 233, P405, P501
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

альфа-Аманитин или же α-аманитин это циклический пептид из восьми аминокислоты. Возможно, это самый смертоносный из всех аматоксины, токсины найден у нескольких видов гриб род Мухомор, один из смертная казнь (Мухомор фаллоидный) так же хорошо как разрушающий ангел, комплекс однотипных видов, в основном A. virosa и A. bisporigera. Он также содержится в грибах. Galerina marginata и Conocybe filaris. Устный LD50 аманитина составляет 0,11 мг / кг для крыс.

В отличие от большинства циклические пептиды, аматоксины (и фаллотоксины ) синтезируются на рибосомы. Гены, кодирующие пропротеин α-аманитина, принадлежат к тому же семейству, что и гены, кодирующие фаллацидин (a фаллотоксин ).[1]

Научное использование

α-Аманитин - селективный ингибитор РНК-полимераза II и III но нет 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) и РНК-полимераза IV немного чувствителен (ингибируется при 50 мкг / мл).[нужна цитата ][4][5]

Химическая структура

α-аманитин представляет собой сильно модифицированный бициклический октапептид, состоящий из внешней и внутренней петель. Внешний цикл образован пептидные связи между карбоксильным концом аминокислоты и последующим аминоконцом следующего остатка. Внутренний цикл закрыт триптатиониновой связью между 6-гидрокси-триптофан и цистеин. Кроме того, α-аманитин украшен модифицированным аминокислота боковые цепи (2S,3р,4р) -4,5-дигидрокси-изолейцин, транс-4-гидрокси-пролин, что дает его высокую близость к РНК-полимераза II и III.[6]

Методы обнаружения

Включены ранние методы обнаружения альфа-аманитина тонкослойная хроматография (ТСХ). В большинстве систем растворителей, используемых в ТСХ, альфа-аманитин и бета-аманитин будут перемещаться с разной скоростью, что позволяет индивидуально идентифицировать каждый токсин. Еще одним ранним методом был Тест Мейкснера (также известный как тест Виланда), который выявляет аматоксины, но также дает ложноположительные результаты для некоторых соединений, таких как псилоцин.[7] Электрофорез капиллярной зоны также был разработан, но не был достаточно чувствительным для клинических образцов, но достаточным для экстрактов грибов.[8]

Совсем недавно использование жидкостная хроматография высокого давления (ВЭЖХ) стал предпочтительным методом, который обеспечивает лучшее разрешение, воспроизводимость и более высокую чувствительность.[9] К ВЭЖХ можно подключить целый ряд детекторов, например УФ или масс-спектрометрии.

Еще в 1980-х годах анализы на основе антител (иммуноанализ ) были разработаны для аманитина (но чаще распознают аматоксины, поскольку антитела перекрестно реагируют с некоторыми из сородичи ). Самые ранние иммуноанализы были радиоиммуноанализы а затем иммуноферментные анализы (ELISA ). Еще совсем недавно, в 2020 году, на основе моноклональных антител боковой поток был разработан иммуноферментный анализ (похожий на тест на беременность), который может быстро и выборочно определять аматоксины в грибах[10] и в образцах мочи.[11]

Полный синтез

Matinkhoo et al. разработал стратегии преодоления трех синтетических препятствий для получения альфа-аманитина в 2018 году.[12] Первый, энантиоселективный синтез из твердофазный пептидный синтез -совместимый (2S,3р,4р) -4,5-дигидроксиизолейцин получали в 11 стадий из 2- (бензилокси) ацетальдегида. Два ключевых шага, определяющих стереохимию, включают кротилирование Брауна при (3R,4R) -позиции и асимметричные Синтез аминокислот Strecker в (2S)-α углерод.[13] Во-вторых, хемоселективное замыкание внутреннего кольца за счет фтороциклизации между 6-гидрокситритофаном и цистеином достигается с помощью внутрикольцевой реакции Севича-Фонтана. Это требует твердофазного пептидного синтеза и метилиминодиуксусной кислоты (MIDA), защитной группы бора, ортогональной аминокислоты в 5 стадий.[12] На последнем этапе энантиоселективная окисление по триптатиониновой связи было достигнуто с использованием объемного органического окислитель и оптимизированная система растворителей для получения желаемой биореактивной (р)-энантиомер сульфоксид, завершая полный синтез.

Симптомы отравления

α-Аманитин обладает необычайно сильным и специфическим притяжением к ферменту РНК-полимеразе II. При попадании в организм и поглощении клетками печени он связывается с ферментом РНК-полимеразы II, эффективно вызывая цитолиз из гепатоциты (клетки печени).[14] Сообщается о нескольких эффектах в течение 10 часов; нет ничего необычного в том, что значительные эффекты проявляются через 24 часа после приема внутрь, при этом такая задержка симптомов делает отравление альфа-аманитином еще более трудным для диагностики и еще более опасным. К тому времени время, в которое откачка желудка даст эффективный результат. Диарея и судороги это первые симптомы, но они проходят, давая ложный признак ремиссии. Обычно на 4-5 день токсин начинает серьезно влиять на печень и почки, что приводит к полному отказу системы в обоих. Смерть обычно наступает через неделю после проглатывания.[15]

Около 15% отравленных умрут в течение 10 дней, переходя от коматозной стадии до почечная недостаточность, отказ печени, печеночная кома, нарушение дыхания и смерть. Те, кто выздоравливает, подвергаются риску необратимого повреждения печени.[16] Диагноз сложен и устанавливается путем наблюдения за клиническими симптомами, а также при наличии α-аманитина в моча. Скрининг мочи обычно наиболее полезен 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 пенициллин и цефалоспорин производные, и, в случае большего количества проглатывания, может распространяться на ортотопическая трансплантация 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 IV администрация, используется при лечении тяжелых интоксикаций с гепатотоксичный вещества, такие как парацетамол и аманитины.[17]

Режим тормозящего действия

α-Аманитин (красный), связанный с РНК-полимеразой II из Saccharomyces cerevisiae (пивные дрожжи). Из PDB: 1К83​.[18]

Из кристаллической структуры, решенной доктором Бушнеллом и др.,[18] α-Аманитин взаимодействует со спиралью мостика в РНК-полимераза II (опрос 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 на 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 основанию ДНК. Связывание α-аманитина ограничивает его подвижность, тем самым замедляя транслокацию полимеразы и скорость синтеза молекулы РНК.

Использование в конъюгатах антитело-лекарственное средство

Heidelberg Pharma, GmbH, расположенный в г. Ладенбург, Германия, а фармацевтический компания, предоставляющая доклинические услуги по открытию и разработке лекарств, разработала новый конъюгат антитело-лекарственное средство или технология ADC на основе α-аманитина.[24] ADC на основе аманитина показали выдающуюся активность в отношении терапевтически устойчивых опухолевых клеток, например клетки, экспрессирующие переносчики с множественной лекарственной устойчивостью, клетки, инициирующие опухоль, и неделящиеся клетки в пикомолярных концентрациях.[24]

Уникальный образ действий 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 получению конъюгатов антитело-лекарственное средство с низкой склонностью к агрегации даже при использовании более высоких соотношений лекарственного средства к антителам или DAR.[26][27]

В доклинический мыши модели рак простаты, α- (альфа) -аманитин, конъюгированный с антителом, направленным против простатоспецифический мембранный антиген (PSMA; FOLH1; GCPII) показали высокую противоопухолевую активность и вызвали полную ремиссию при однократном в / в. дозы 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 трастузумаб продемонстрировали высокую противоопухолевую активность в серии моделей доклинической онкологии, разработанных для определения 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 нескольким лекарствам, из-за его гидрофильной структуры. Ингибирование РНК-полимеразы II, вызванное связыванием аманитина, не только приводит к апоптоз делящихся клеток, но также и медленно растущих клеток, которые часто наблюдаются при раке простаты.[28][29]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Халлен Х.Э., Луо Х., Скотт-Крейг Дж. С., Уолтон Дж. Д. (ноябрь 2007 г.). «Семейство генов, кодирующих основные токсины смертоносных грибов Amanita». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 104 (48): 19097–101. Дои:10.1073 / pnas.0707340104. ЧВК  2141914. PMID  18025465.
  2. ^ Группа проверки ADC (2019-03-23). "Что такое Альфа-Аманитин?". От редакции. Обзор ADC. Получено 2020-04-17.
  3. ^ Meinecke B, Meinecke-Tillmann S (май 1993 г.). «Влияние альфа-аманитина на ядерное созревание ооцитов свиней in vitro». Журнал репродукции и фертильности. 98 (1): 195–201. Дои:10.1530 / jrf.0.0980195. PMID  8345464.
  4. ^ Гао З., Эррера-Каррильо Э., Беркхаут Б. (сентябрь 2018 г.). «Активность РНК-полимеразы II промоторов Pol III типа 3». Молекулярная терапия. Нуклеиновые кислоты. 12: 135–145. Дои:10.1016 / j.omtn.2018.05.001. ЧВК  6023835. PMID  30195753.
  5. ^ Latchman D (29.03.2018). Генный контроль. Наука о гирляндах. ISBN  9781136844201.
  6. ^ Meinecke B, Meinecke-Tillmann S (май 1993 г.). «Влияние альфа-аманитина на ядерное созревание ооцитов свиней in vitro». Журнал репродукции и фертильности. 98 (1): 195–201. Дои:10.1530 / jrf.0.0980195. PMID  8345464.
  7. ^ Beuhler M, Lee DC, Gerkin R (август 2004 г.). «Тест Мейкснера в обнаружении альфа-аманитина и ложноположительных реакций, вызванных псилоцином и 5-замещенными триптаминами». Анналы неотложной медицины. 44 (2): 114–20. Дои:10.1016 / j.annemergmed.2004.03.017. PMID  15278082.
  8. ^ Брюггеманн О., Медер М., Фрайтаг Р. (сентябрь 1996 г.). «Анализ аматоксинов альфа-аманитина и бета-аманитина в экстрактах поганки и биологических жидкостях с помощью капиллярного зонального электрофореза с обнаружением фотодиодной матрицы». Журнал хроматографии А. 8-й Международный симпозиум по высокоэффективному капиллярному электрофорезу, часть I. 744 (1–2): 167–76. Дои: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. ^ Бевер К.С., Адамс Калифорния, Хнаско Р.М., Ченг Л.В., Станкер Л.Х. (2020-04-17). «Иммуноанализ с боковым потоком (LFIA) для обнаружения летальных аматоксинов из грибов». PLOS ONE. 15 (4): e0231781. Bibcode:2020PLoSO..1531781B. Дои:10.1371 / journal.pone.0231781. ЧВК  7164595. PMID  32302363.
  11. ^ Бевер С.С., Суонсон К.Д., Хамелин Э.И., Филигенци М., Поппенга Р.Х., Кааэ Дж. И др. (Февраль 2020 г.). «Быстрое, чувствительное и точное обнаружение летальных аматоксинов в моче на месте оказания медицинской помощи». Токсины. 12 (2): 123. Дои:10.3390 / токсины12020123. ЧВК  7076753. PMID  32075251.
  12. ^ а б Матинху К., Прийма А., Тодорович М., Патрик Б.О., Перрин Д.М. (май 2018 г.). «Синтез альфа-аманитина токсина грибов смертельной шапки». Журнал Американского химического общества. 140 (21): 6513–6517. Дои:10.1021 / jacs.7b12698. PMID  29561592.
  13. ^ Мохапатра Д.К., Дас П.П., Паттанаяк М.Р., Ядав Дж.С. (февраль 2010 г.). «Катализируемый йодом высоко диастереоселективный синтез транс-2,6-дизамещенных-3,4-дигидропиранов: приложение для краткого построения бициклического ядра C28-C37 (+) - сорангицина A». Химия. 16 (7): 2072–8. Дои:10.1002 / chem.200902999. PMID  20099288.
  14. ^ Мишело Д., Половые губы Р. (1988). «Альфа-аманитин: возможный суицидоподобный субстратоподобный токсин, включающий сульфоксидный фрагмент мостикового циклопептида». Метаболизм лекарств и лекарственные взаимодействия. 6 (3–4): 265–74. Дои:10.1515 / dmdi.1988.6.3-4.265. PMID  3078291. S2CID  23872903.
  15. ^ Мас А (февраль 2005 г.). «Грибы, аматоксины и печень». Журнал гепатологии. 42 (2): 166–9. Дои:10.1016 / j.jhep.2004.12.003. PMID  15664239.
  16. ^ Бенджамин ДР. «Аматоксиновый синдром»: 198–214. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь) в: Грибы: яды и панацеи - пособие для естествоиспытателей, микологов и врачей. Нью-Йорк: WH Freeman and Company. 1995 г.
  17. ^ Номер клинического исследования NCT00915681 на «Внутривенное введение расторопши (силибинин-легалон) при печеночной недостаточности, вызванной отравлением аматоксином / грибами мухомора» на ClinicalTrials.gov
  18. ^ а б 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. Дои:10.1073 / pnas.251664698. ЧВК  122170. PMID  11805306.
  19. ^ Chafin DR, Guo H, Price DH (август 1995 г.). «Действие альфа-аманитина при пирофосфолизе и удлинении РНК-полимеразой II». Журнал биологической химии. 270 (32): 19114–9. Дои:10.1074 / jbc.270.32.19114. PMID  7642577.
  20. ^ Радд, доктор медицины, Лусе Д.С. (август 1996 г.). «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. Дои:10.1074 / jbc.271.35.21549. PMID  8702941.
  21. ^ Cochet-Meilhac M, Chambon P (июнь 1974 г.). «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. Дои:10.1016/0005-2787(74)90182-8. PMID  4601749.
  22. ^ Вайсиус А.С., Виланд Т. (июнь 1982 г.). «Образование одиночной фосфодиэфирной связи РНК-полимеразой B из тимуса теленка не ингибируется альфа-аманитином». Биохимия. 21 (13): 3097–101. Дои:10.1021 / bi00256a010. PMID  7104312.
  23. ^ Гу В., Пауэлл В., Моте Дж., Рейнес Д. (декабрь 1993 г.). «Растущее расщепление РНК арестованной РНК-полимеразой II не требует транслокации комплекса элонгации вверх по ДНК». Журнал биологической химии. 268 (34): 25604–16. ЧВК  3373964. PMID  7503982.
  24. ^ а б «Альфа Аманитин». Обзор ADC / Журнал конъюгатов антитело-лекарство. ISSN  2327-0152. Получено 26 мая 2017.
  25. ^ Редакционная группа ADC Review. «Что такое конъюгаты антитело-лекарство?». Обзор ADC / Журнал конъюгатов антитело-лекарственное средство. ISSN  2327-0152. Получено 26 мая 2017.
  26. ^ Молденхауэр Г., Сальников А.В., Люттгау С., Герр И., Андерл Дж., Фолстих Х. (апрель 2012 г.). «Терапевтический потенциал моноклонального антитела к молекуле адгезии против эпителиальных клеток, конъюгированной с аманитином, против карциномы поджелудочной железы». Журнал Национального института рака. 104 (8): 622–34. Дои:10.1093 / jnci / djs140. PMID  22457476.
  27. ^ Гехлер Т, Кульке М, Мюллер С., Пал А., Андерл Дж. (2014). Конъюгаты антитело-лекарственное средство на основе аманитина, нацеленные на простатоспецифический мембранный антиген PSMA. Постер №664. Ежегодное собрание AACR. Дои:10.1158 / 1538-7445.AM2014-664.
  28. ^ Hechler T, Kulke M, Müller C, Pahl A, Anderl J (2015). АЦП на основе аманитина с улучшенным терапевтическим индексом. Постер №633. Ежегодное собрание AACR.
  29. ^ Андерл Дж, Фолстих Х, Хехлер Т, Кульке М (2013). Полезные нагрузки конъюгата антитело-лекарственное средство. Методы молекулярной биологии. 1045. Клифтон, Нью-Джерси, стр. 51–70. Дои:10.1007/978-1-62703-541-5_4. ISBN  978-1-62703-540-8. PMID  23913141.

внешняя ссылка