노드랄린

Nodularin
노드랄린
The 2d structure of the Nodularin-R peptide.
이름
기타 이름
사이클로[(2S,3S,4E,6E,8S,9S)-3-아미노-9-메톡시-2,6,8-트리메틸-10-페닐-4,6-데카디에노일-D-γ-글루타밀-2-(2Z)-2(메틸아미노-2)부테노-2-부틸
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
첸블
켐스파이더
ECHA 정보 카드 100.150.290 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 621-437-9
케그
유니
  • InChI=1S/C41H60N8O10/c1-8-31-38(54)48-34(40)58)26(5)36(52)46-29(15-12-20-44-41)43)37(53)45-28(253551)47-1855)4-, 25-, 26-, 28-, 29-, 30+, 32-, 34+/m0 ☒N/s1
    키: IXBQSRWSVIBXNC-HSKGSTCASA-N ☒N
  • C/C=C\1/C(=O)N[C@H]([C@H])(C(=O)N[C@H]([C@H]N[C@H])([C@H])CCCNC(=N)N)C(=O)O
특성.
C41H60N8O10
몰 질량 824.977 g/120−1
위험 요소
GHS 라벨링:
GHS06: ToxicGHS07: Exclamation mark
위험.
H300, , , , , , ,
P260, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,,
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

결절균은 시아노박테륨 결절균에 의해 생성되는 강력한 독소이다.[1]이 수생 광합성 시아노박테륨은 전 세계의 [2]기수 수역에서 녹조 꽃으로 나타나는 눈에 보이는 군락을 형성합니다.늦여름에 피는 Nodularia spumigena는 세계에서 가장 큰 시아노박테리아 집단 발생 중 하나입니다.시아노박테리아는 많은 독성 물질, 특히 마이크로시스틴과 결절성 물질로 구성되어 있습니다.이 두 물질은 쉽게 구별되지 않습니다.이 둘 사이에는 구조와 기능의 유의한 호몰로지가 존재하며, 마이크로시스틴은 더욱 상세하게 연구되었다.이것 때문에, 마이크로시스틴에서 나온 사실들은 종종 결절성 [3]물질로 확장된다.

Nodularin-R은 지배적인 독소 변종이지만, 현재까지 10가지의 변종 Nodularin이 발견되었다.노드랄린은 고리형 비리보솜 펜타펩타이드로 N-메틸디드로아미노낙산 및 β-아미노산 ADDA와 같은 몇 가지 특이한 비단백질 아미노산을 포함한다.이러한 화합물은 비교적 안정적인 화합물입니다. 빛, 온도, 그리고 마이크로파는 화합물을 [4]분해하는 데 거의 도움이 되지 않습니다.

결절증은 종종 위장염, 알레르기 자극 반응, 간 [5]질환에 기인한다.Nodularin-R은 사람과 다른 동물의 간에 심각한 손상을 일으킬 수 있는 강력한 간독소로 가장 악명 높다.결절성(microcystins-LR에서 확장된)의 WHO 음용수 농도 한계는 1.5ug/L이다.[6]

물리 속성

Nodularin의 분자식은4160810 CHNO이고 평균 분자량은 824.963 g/mol이다.이 화합물에는 8개의 정의된 스테레오 [7]센터가 있습니다.그것은 고체 물질이다.메탄올에서 노듈라린은 2 mg/[8]mL로 용해된다.온도 104F보다 크고 pH가 1보다 작으며 pH가 [9]9보다 크면 천천히 분해됩니다.결절린은 일반적으로 수생 [10]조건에서의 가수 분해와 산화를 통한 분해에 강하다.결절의 위험한 분해 산물은 일산화탄소와 [11]이산화탄소이다.

액션 메커니즘

대사

결절증은 주로 간을 대상으로 하지만 결절증은 혈액, 창자,[12] 신장에도 축적된다.간에서 이러한 타겟팅은 세포골격 손상, 괴사 및 간세포의 빠른 수포로 이어진다.세포사망과 빠른 물집은 또한 간의 미세한 혈관을 파괴한다.이 손상은 간에 혈액이 고여 간 무게가 100% 증가하게 할 수 있습니다.이 출혈성 쇼크로 결절성 중독에 의한 사망이 발생한다.이것은 빠르게 작용하며,[13] 고용량 후 몇 시간 이내에 발생합니다.

분자 수준 및 보다 상세하게 노드룰린을 복합적으로 처리하여 독성 효과를 유도한다.소화가 진행되는 동안, 담즙산 운반체계의 비특이적인 유기 음이온 전달체에 의한 활성 흡수에 의해 결절성 물질이 소장에서 간으로 확산됩니다.이 운반체는 위장관, 신장, 뇌, [14]간에서 발현된다.일단 간에서 결절라린은 세린/트레오닌 단백질 포스파타아제 촉매 단위인 단백질 포스파타아제 1(PP-1)과 단백질 포스파타아제 2A(PP-2A) 및 단백질 포스파타아제 3(PP-3)[15]를 억제합니다.이 효소들은 단백질에서 인산염을 제거함으로써 단백질의 기능을 억제함으로써 작용한다.

노줄라린에 강조된 것은 단백질 포스파타아제와의 상호작용을 위한 핵심 부위이며, 이는 효소의 억제로 이어진다.

ADDA 측쇄(구체적으로는 ADDA가 6E 이중결합을 갖는 경우)와 포스파타아제의 순환구조에서 벗어난 유리 D-글루타밀 카르복실기를 포함한 초기 비공유 상호작용이 독성의 원천이다.ADDA 그룹은 소수성 홈과 상호작용하여 활성 부위 구분에 대한 기질 접근을 방해함으로써 효소(인산가수분해효소) 활동을 차단합니다.독소-인산가수분해효소 결합 상호작용(노듈라린-PP-1, 결절린-PP-2A)은 매우 강하다.이것은 효소 활성의 억제로 이어진다.주목할 점은 결절성분은 여기서 마이크로시스틴과 다르다는 것입니다: 결절성분은 단백질 포스파타아제에 비공유적으로 결합하는 반면 마이크로시스틴은 공유적으로 [16]결합합니다.

또 다른 상호작용은 친전자성α, 결절상의 메틸데히드로알라닌 잔기의 β 불포화 카르보닐과 PP-1상의 [17]시스테인 273의 티올의 마이클 부가 공유결합을 포함한다.2단계에서 공유 결합은 효소 활성 억제에 필수적이지 않지만, 활성 매개에 도움을 준다.이 공유 결합이 없으면 포스파타아제에 [18]대한 결절성 친화력이 10배 이상 감소한다.단백질 포스파타아제 억제는 세포골격 단백질과 세포골격 관련 단백질의 인산화 증가를 초래한다.세포의 중간 필라멘트, 특히 사이토케라틴 8과 사이토케라틴 18의 과인산화는 단백질 불균형의 주요 원인이다.단백질 불균형은 이러한 단백질의 재배포와 재배치를 자극하여 전체 세포 형태와 막 무결성을 변화시킨다.보다 구체적으로, 이러한 재배포는 간세포 세포골격에서 액틴 미세 필라멘트의 붕괴와 a-액티닌과 탈린의 전위를 초래한다.인접 세포와의 접촉이 감소하고 사인파 모세혈관이 안정성을 잃으며, 이는 간내 출혈로 빠르게 이어지고 종종 심각한 간 기능 이상 또는 [19]사망을 초래한다.

반응성 산화종

노드룰린은 반응성 산화종(ROS), 특히 슈퍼옥시드 및 하이드록실 라디칼의 형성에 더욱 관여하며, 결과적으로 알려지지 않은 [20]메커니즘을 통해 지질, 단백질 및 DNA의 과산화 과정을 통해 산화 DNA 손상을 일으킨다.

종양 촉진 활동

결절균은 종양을 유발하고 종양을 촉진하는 활동을 하기 때문에 발암성 위협으로 많은 관심을 받아왔다.그들의 종양 촉진 활동은 마이크로시스틴보다 훨씬 더 강하다; 이것은 그들이 간세포로 더 쉽게 흡수될 수 있는 결절의 작은 고리 구조 때문인 것으로 여겨진다.이 종양 촉진 활성은 정확한 메커니즘은 알려져 있지 않지만 TNF-alpha와 원종양 유전자의 유도 유전자 발현을 통해 달성된다.또, 종양의 억제 유전자 생성물인 망막아세포종 및 p53은, 인산화(상술)에 의해서 불활성화된다.종양 억제제가 비활성화되면 종양이 생기기 쉽다.

공중 보건 및 역학적 관점에서 볼 때, 중국 지역의 원발성 간암과 연못, 도랑, 강, 얕은 [21]우물의 물에 있는 결절 및 마이크로시스틴의 상관관계가 있다.

쥐를 대상으로 한 실험에서는 동물들이 비치사량의 결절염에 노출되었으며, 종양 유발 및 종양 촉진 활동을 통해 결절염의 발암성을 입증했다.이는 PP-1과 PP-2A의 저해에 의해 달성된다.결절유전자와 종양억제유전자 종양괴사인자 알파, c-준, 준-B, 준-D, c-fos, fos-B 및 fra-1의 발현에 관여하고 있다.결절의 [22]발암성을 더 잘 이해하기 위해서는 더 많은 데이터가 필요하다.

의학적 측면

증상

노출 증상으로는 입 주변에 물집이 생기고 목이 아프며 두통, 복통, 메스꺼움과 구토, 설사, 마른 기침, [23]폐렴 등이 있습니다.만약 시간이 지남에 따라 비치사량을 섭취한다면, 간 손상은 간 질환의 만성 증상으로 나타날 수 있다.이러한 증상에는 황달, 출혈, 복부 붓기, 정신착란 또는 혼란, 졸음 또는 혼수 등이 있습니다.

결절류는 전형적으로 물고기와 식물과 같은 수생 생물에 영향을 미친다.하지만, 어떤 경우에, 결절성 물질은 개, 양, 그리고 사람의 죽음에서 인용되었다.결절린 중독은 인간에게 매우 흔하지 않다: 극소수의 사례들이 보고되고 결절린 중독으로 확인되었다.

노출

결절증은 섭취, 흡입, 경피적 접촉으로부터 증상을 일으킬 수 있다.노출 방법에는 박테리아 흡입, 피부 노출, 섭취 및/또는 레크리에이션 스포츠, 전문 낚시 또는 [24]샤워와 같은 가정용 흡입이 포함된다.기존의 수처리 공정에서는 원수의 [25]결절과 마이크로시스틴을 완전히 제거하지 않습니다.결절균은 오염된 식수나 오염된 해산물을 통해서도 섭취될 수 있다.특히 결절류는 발트해 조개, 홍합, 광어, 대구, 쓰리스피인 스틱백에서 비교적 높은 농도로 검출되었으며 청어와 [26]연어에서는 상대적으로 낮은 농도로 검출되었다.또한 신장 투석 [27]중 오염된 물을 통해 인체에 들어가는 것으로 기록되었습니다.바람은 시아노박테리아 꽃의 물질을 최대 10km까지 확산시켜 잠재적 노출 면적을 증가시킨다.

독물학

현재 독소 농도는 보통 세포 내의 결절성 물질 덩어리와 정의된 부피의 물에 용해된 물질로 알려져 있다.결절성분의 잠정안전지침은 1마이크로그램/L이며, 치사량(LD) 경구독성은 마이크로시스틴에서 추정하여 5mg/kg으로 보고한다.LD 및 흡입 독성에 기초한 결절린 독성은 화학 유기인산염 신경제의 [28]독성과 유사하다.

치료

노들라린 중독은 드물고 노들라린 중독과 노들라린 중독을 명확하게 구별하는 것이 여전히 어렵기 때문에 표준 치료 방법이 없다.또한 결절성 및 마이크로시스틴은 신속하고 돌이킬 수 없는 간 손상을 가지고 있기 때문에 치료의 가치가 거의 없다.저농도에 대한 만성적인 노출은 [29]간에도 똑같이 해롭다.노출을 [30]피하려면 심각한 예방 조치를 취해야 합니다.

연구 결과에 따르면 멜라토닌(체중량: 15mg/kg)으로 치료하면 산화적 스트레스와 결절린에 의해 유발되는 손상에 대한 보호 기능이 있는 것으로 나타났다.

안전.

결절성 독감의 위험 개체군은 해안과 호숫가 지역에서 반경 10km 이내에 사는 사람, 동물, 식물이다.게다가 50세 이상의 인간은 높은 위험에 처해 있다.

특히 음용수의 청결기준과 관련하여 위험을 줄이기 위해 안전지침을 이행할 수 있다.미생물은 결절균의 생분해와 제거에 효과가 있는 것으로 입증되었으며, 이는 공공 급수에서 시아노박테리아 번식을 조절하는 데 유용할 수 있다.보호복과 눈에 보이는 시아노박테리아 꽃의 영역을 물리적으로 피하는 것이 우발적인 노출을 줄이는데 도움이 됩니다.

합성

결절의 합성은 현재 잘 알려져 있지 않다.결절의 생합성은 비리보솜이다.합성은 펩타이드 합성효소, 폴리펩타이드 합성효소, 맞춤효소 [31]등 다효소 복합체에 의해 이루어진다.

역사

결절린 중독의 첫 번째 문서화된 사례는 1878년 호주에서 있었던 동물이었다.결절린-R의 화학적 구조는 1988년에 확인되었다.1996년 브라질 카루아루에서는 지역 저수지의 투석액이 남조류에 오염됐다.혈액투석을 받은 환자들은 이 용액에 노출되었고, 131명 중 100명은 급성 간부전이 발생하였고 131명 중 52명은 독성 [32]간염에 걸린 후 사망했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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