디오스코린

Dioscorine
디오스코린
Chemical structure of dioscorine.png
Three dimensional structure of dioscorine.png
이름
선호 IUPAC 이름
(1R,2S,4R)-4′,8-디메틸-8-아자시로[비시클로[2.2.2]옥탄-2,22-피란]-6′(3′H)-1
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
켐스파이더
케그
펍켐 CID
유니
  • InChI=1S/C13H19NO2/c1-9-5-12(15)16-13(6-9)7-11-4-3-10(13)8-14(11)2/h5,10-11H,3-4,6-8H2,1-2H3/t10-,11-,13+/m1/s1
    키: YBQKKTNDAXBYGX-WZRBSPASSA-N
  • InChi=1S/C13H19NO2/c1-9-5-12(15)16-13(15)7-11-4-3-10(13)8-14(11)2/h5,10-11H,3-4,6-8H2,1-2H3
    키: YBQKKTNDAXVYGX-UHFFFAOYSA-N
  • CC1=CC(=O)O[C@]2(C1)C[C@H]3CC[C@H]2CN3C
특성.
C13H19NO2
어금질량 221.300 g·m−1&m
밀도 1.152g/cm3
녹는점 54°C(129°F, 327K)
-35°(3.4% 클로로포름)
1.555
위험
플래시 포인트 146.466°C(295.639°F, 419.616K)
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
Infobox 참조 자료

디오스코린은 여러 대륙의 열대야나무의 튜버로부터 격리된 알칼로이드 독소다. 일부 아프리카 국가에서는 원숭이 독으로, 아시아 여러 지역에서 사냥을 돕는 화살 독으로 사용되어 왔다. 1894년 부어스마(Boorsma)에 의해 처음으로 디오스코레아 히르수타(Dioscorea hirsuta)로부터 격리되어 1897년 슈테(Shutte)에 의해 결정체 형태로 얻어졌으며, 이후 다른 디오스코레아 종에서 발견되었다. 디오스코린은 니코틴 아세틸콜린 수용체를 차단해 작용하는 신경독소다. 디오스코린은 일반적으로 디오신과 같은 다른 알칼로이드와 함께 격리되지만 대개 혼합물에서 가장 강력한 독소다. 경련제로,피크로톡신과유사한 증상을 일으키며,이와 유사한 작용메커니즘을 공유한다.(다이오스코린은 yam 저장 단백질인 dioscorin과 혼동해서는안 된다.)

출처 및 용도

디오스코린은 1894년 부어스마(Boorsma)에 의해 디오스코레아 히르수타(Dioscorea hirsuta)의 튜버로부터 처음 격리되었고,[1] 1937년 레비아(Levya)와 구티에레스(Gutierrez)에 의해 디오스코레아의 튜버에서 분리되었다.[2] 슈테가 결정적으로 얻은 것이다.[3] 열대지방에서는 이러한 종의 다양한 튜빙을 먹지만 알칼로이드를 함유한 종은 독성학적으로 관심이 많다.[4] 디오스코린은 다양한 종의 곤충에서 살충제와 항균 반응을 일으키지만, 더 흥미로운 역사적 응용을 가지고 있다.[5] 이는 특정 결핵의 지리적 위치에 따라 달라진다(표 1). 디오스코린 중독은 특히 아프리카의 많은 지역에서 극심한 가뭄이 지속되는 동안, 야마의 우발적인 식중독에서 처음 나타났다. 그 후 사람들은 식용 식물과 독성 식물을 구별하기 시작했고, 그 독소를 사냥에 사용하기 시작했다. 1930년대부터 공식적으로 독살 사례가 보고되었지만 그보다 앞서 일어나고 있었다.

표 1: 디오스코린의[6] 주요 결핵 발생원 및 과거 응용
결핵종 지리적 위치 사용하다 기타 노트
D. 듀메토룸 열대 및 아열대 아프리카; 동자바의 열대 지역 탕가니카의 지스토소미아스와 줄루스의 원숭이 독으로 만든 덩이줄기 주취와 같은 증상을 일으키지만 며칠 동안 물에 담가 먹으면 된다.
D. 히르수타 아시아 물고기와 화살 독 조리 시 먹을 수 있음
D. 루피콜라 이스트케이프 주 생선독 기근이 들 때 줄루에서 삶았을 때 먹는다.

화학적 특성

디오스코린은 6흡입의 질소를 함유한 이질소를 함유한 알칼로이드다. 핀더는 디오스코린의 추출 방법과 화학적 치환법에 대해 광범위하게 논의하였다(그림 1). 핀더는 또 연구를 통해 2-옥소트로판(to-oxotropane)이 디오스코린의 분해 산물이라고 결론짓고 알칼로이드의 공식을 설명했다.[7]

디오스코린은 3차 아민 및 카보닐 기능 그룹에서 기본적인 성질과 핵소독성을 얻는다.

표 2.
디오스코린의 종(소금) 용해점(°C)
프리 베이스 54
염산염 204
메티오다이드 213
피크레이트(2,4,6-트리니트로페놀레이트) 183

디오스코린은 다수의 친수성 용제(물, 에탄올, 아세톤)에 완전히 용해되지만 소수성 및 대부분 극성 용제(클로로폼, 에테르, 벤젠, 석유 에테르)에 약간만 용해된다.

알칼로이드는 일반적으로 향기로운 냄새가 나는 옅은 노란색 액체다. 디오스코린은 오팔레센트로, 즉 전송된 빛에서는 노란색으로, 전송된 빛에 수직인 산란된 빛에서는 파란색으로 나타난다.[8]

생합성

디오스코린은 카타란틴이나 다른 인도레 알칼로이드와는 달리 응축 링 시스템의 일부가 아닌 격리된 이소퀸핵핵핵핵을 가진 몇 안 되는 알칼로이드 중 하나이다. 그것의 생합성은 트리고넬린(질소에서 메틸화 된 니코틴산)으로 시작한다.[9] 그 통로는 트리오넬린의 알려진 반응성에 의해 예상되었다.[10] 그 공정은 부제품으로 두메토린을 산출한다. 두메토린은 디오스코레아 두메토룸에서 분리할 수 있는 알칼로이드다.[9]

디오스코레아 허피다에 있는 트리고넬린에서 나온 디오스코린(강조)과 두메토린의 생합성.

생물학적 효과

디오스코린은 신경독이다. 개방된 이온 채널을 물리적으로 차단하여 니코틴 아세틸콜린 수용체(nAChR)의 길항제 역할을 하여 뉴런의 극지방화를 유도한다. 나가타 외 연구진은 랫드 클론 피오클로모세포(신경블라스트와 어시노필의 혼합물)에서 디오스코린이 니코틴 아세틸콜린 수용체에 미치는 영향을 연구했다. 그들은 0.45-450μM 농도의 디오스코린이 100 uM 아세틸콜린에 의해 유도된 전류의 감소를 가속화하여 용량 의존적인 방식으로 전류를 억제한다는 것을 발견했다. 디오스코린 자체는 0.45~450μM 농도에서 어떤 전류도 유도하지 않았으며, 이는 (작용제 또는 역작용제와는 반대로) nACHR의 대항제 역할을 할 수 있음을 시사했다. 이온 채널 표면에서 디오스코린과 아세틸콜린을 공동 도포하여 평균 개방 시간과 평균 폐쇄 시간은 물론 전류 버스트 지속시간을 감소시켰다. 다이오스코린에 의한 단일 채널 운동학의 이러한 변화는 개방 채널을 통해 전달되는 총 전하를 현저히 감소시켜, dioscorine이 nAChR에 미치는 억제 효과와 그 독성을 설명한다.[11]

분자 수준에서 디오스코린은 이온 채널이 열려 있을 때 이온 채널을 물리적으로 차단하여 채널 단백질에 순응적인 변화를 일으킨다. 이것은 그것의 결합 부지에 대한 디오스코린의 친화력을 증가시킨다. 관련된 이온 채널은 일반적으로 Ca2+ 이온에 의해 변조되는 N-메틸-D-아스파테이트(NMDA) 및 GABA 수용체와 관련된 채널이다. Ca2+ 이온은 nAChR을 통해 전막으로 들어간다. 따라서, 이온 채널의 물리적 차단과는 별도로, 다이오스코린은 또한 Ca2+ 이온에 의해 매개되는 2차 메신저 시스템과 다양한 시냅스 사건의 캐스케이드를 통해 이온 채널의 활동을 간접적으로 억제할 수 있다.[11]

약리학적 효과

증상

인간의 경우 생리학적 반응은 현기증, 메스꺼움, 구토, 졸음 등 다양하다. 많은 용량에서 경련 결과 및 사망은 대개 확장 경련에서 발생한다.[4] 또한 dioscorine과 nAChR의 상호작용은 국소 마취 효과를 초래한다: 0.5% 용액의 dioscorine은 0.05% 코카인과 거의 동일한 활성도를 가진다.[4] 디오스코린은 또한 항이뇨 작용과 수축 작용을 보여준다.[4]

독성

디오스코린은 ama로부터 격리된 가장 강력한 알칼로이드 독소 중 하나로 보고되고 있다. 복강 내 투여 경로를 통해 생쥐의 LD가50 60mg/kg이다.[4] 원숭이에 주사하면 mydriatic 작용(즉, 동공이 팽창하게 한다)을 가지며, 피크로톡신과 심장 글리코사이드의 약리학적 작용과 닮는다.

진단 테스트

1930년 판 이탈리와 벨스마는 디오스코린에 대한 다음과 같은 화학실험을 설명했다.[12]

1) 이 알칼로이드의 용액은 황산에 소량의 요오드산을 첨가하면 노란색으로 변한다. 가장자리부터 노란색이 서서히 적갈색으로 바뀐다. 다시 푸른빛으로 변하는 거지

2) 니트로프루사이드나트륨 희석용액 한 방울과 수산화나트륨 몇 방울을 디오스코린과 섞으면 잠시 후 적갈색(붉은색)이 나타난다.

3) 물욕탕에 황산으로 디오스코린을 데우면 적갈색(붉은색)이 서서히 나타난다.

치료(안티도트)

디오스코린은 콜린거 수용체 리간드로써 존재하기 때문에 nAChR의 어떤 강한 작용제라도 디오스코린의 유효한 해독제 역할을 할 수 있다. 디오스코린보다 높은 농도로 첨가하면 경쟁적으로 수용체에서 후자를 대체할 수 있다. 몇몇 개발된 해독제는 Aza-bridge 자전거 아민 유도체다.[13]

마취제인 펜토바르비탈 나트륨은 디오스코린과 관련된 독성 실험 동안 종종 쥐에게 투여되었다. 인간의 경련은 이 화합물에 쉽게 대항할 수 있다.

참조

  1. ^ 부어스마. 1894년, 13년, 메이드 바이츠 랜드 플랜트
  2. ^ 레비야,; 구티레즈, J.필리핀 이즈. 1937년, 17세 의무관
  3. ^ 슈테,. 네델. 티즈쉬르 1897년, 9년제약
  4. ^ a b c d e Broadbent, J. L.; Schnieden, H. (1958). "A Comparison of Some Pharmacological Properties of Dioscorine and Dioscine". British Journal of Pharmacology and Chemotherapy. 13 (3): 213–215. doi:10.1111/j.1476-5381.1958.tb00893.x. PMC 1481769. PMID 13584719.
  5. ^ Banaag, Alexie; Honda, Hiroshi; Shono, Toshio (1997). "Effects of Alkaloids from Yam, Dioscorea hispida SCHLUSSEL, on Feeding and Development of Larvae of the Diamondback Moth, Plutella xylostella (Lepidoptera: Yponomeutidae)". Applied Entomology and Zoology. 32: 119–126. doi:10.1303/aez.32.119.
  6. ^ Steyn, D. 북부 로도시아의 아프리카인 독살 의심 사례에 대한 조사 틀:축구단 타이스키프 비르 제네즈쿤데 1965
  7. ^ Pinder, A. R. (1951). "An Alkaloid of Dioscorea hispida, Dennst". Nature. 168 (4286): 1090. Bibcode:1951Natur.168.1090P. doi:10.1038/1681090a0. PMID 14910652. S2CID 4241595.
  8. ^ a b Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov,. DIOSCORINE C13H19NO2 - PubChem https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/442635#section=Chemical-and-Physical-Properties (2015년 3월 15일 발표)
  9. ^ a b Leete, Edward; Michelson, Robert H. (1988). "Biosynthesis of dioscorine from trigonelline in Dioscorea hispida". Phytochemistry. 27 (12): 3793–3798. doi:10.1016/0031-9422(88)83019-X.
  10. ^ Bradlow, H. Leon; Vanderwerf, Calvin A. (1951). "Exchange Reactions of α-Halogenated Pyridines". The Journal of Organic Chemistry. 16 (7): 1143–1152. doi:10.1021/jo50001a019.
  11. ^ a b Nagata, Keiichi; Aistrup, Gary L.; Honda, Hiroshi; Shono, Toshio; Narahashi, Toshio (1999). "Modulation of the Nicotinic Acetylcholine Receptor by Dioscorine in Clonal Rat Phaeochlomocytoma (PC12) Cells". Pesticide Biochemistry and Physiology. 64 (3): 157–165. doi:10.1006/pest.1999.2423.
  12. ^ Itallie, V.; Blysma, U. Toxicologie En Gerechtelike Scheikende; 2차 개정판; D. B. Centon의 Uilgevers: 암스테르담, 1930; 페이지 483.
  13. ^ Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov,. 새로운 콜린거 수용체 리간드 https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/patents/?id=US2005137225 (1915년 3월 15일)로 사용할 아자 다리 자전거 아민 유도체.