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Maitotoxina

Summary

La maitotoxina (o MTX) es una toxina extremadamente potente producida por Gambierdiscus toxicus, una especie de dinoflagelado. La maitotoxina es tan potente que se ha demostrado que una inyección intraperitoneal de 130 ng/kg fue letal en ratones.[2]​ La maitotoxina recibió su nombre del pez ciguatérico Ctenochaetus striatus, llamado 'maito' en Tahití, del cual se aisló la maitotoxina por primera vez. Más tarde se demostró que la maitotoxina en realidad es producida por el dinoflagelado G. toxicus.

 
Maitotoxina
Nombre IUPAC

(12S,14aR,15aS,16aR,17aS,18Z, 110aR,111aS,112aR,113aS,114aR,116R,117R, 118aS,119aR,121aS,122aR,123aS,124aR,125aS, 126aR,127aS,22S,24aR,25aS,26aR,27aS,2 8aR,29aS,211R,212R,213aR,214S,214aS,215a R,217aS,218aR,219aS,32R,33R,34aS,36 S,37R,38R,38aS,5R,7R,82S,83R,84aS,86 R,87R,88R,88aS,92R,93R,94R,94aS, 95aS,96aR,97aS,98R,99R,910S,911aR,912a S,913aR,914R,914aR,11S,12R,132S,133R,134S, 134aS,135aR,136aS,137aR,138S,138aS,1310S,13 11R,1312aR,1313aS,1314aR,1315aS,1317R,1317aR) -12-[(1S,2R,4R,5S)-1,2-dihidroxi-4,5-dimetiloct-7-en-1-il]-117,211,214,33,3 7,38,5,7,83,87,88,93,94,98,914,11,12,133 ,134,138,1311,1317-docosahidroxi-14a,15a,16a,114a,116 ,119a,121a,122a,25a,27a,29a,214a,217a,1313a, 1315a-pentadecametil-132-[(2R,3R,4R,7S,8R,9R,11R,13E)-3,8,11,15-tetrahidroxi-4,9,13-trimetil- 12-metiliden-7-(sulfonatooxi)pentadec-13-en-2-il]-13,14,14a,15a,16,16a,17a ,110,110a,111a,112,112a,113a,114,114a,116, 117,118,118a,119a,120,121,121a,122a,123,123a ,124a,125,125a,126a,127,127a,22,23,24,2 4a,25a,26,26a,27a,28,28a,29a,210,211,2 12,213a,214,214a,215a,216,217,217a,218a,219, 219a,32,33,34,34a,36,37,38,38a,82,8 3,84,84a,86,87,88,88a,93,94,94a,95a ,96,96a,97a,98,99,910,911a,912,912a,913a, 914,914a,133,134,134a,135a,136,136a,137a,138 ,138a,1310,1311,1312,1312a,1313a,1314,1314a,1315a ,1316,1317,1317a-octahectahydro-12H,92H,132H-1(16)-pirano[2′′′  ′,3′′′ ′:5′′′,6′′′]pirano[2′′′,3′′′:6′′,7′′]oxepino[2′′,3′′:5′,6′]pirano[2′,3′:5,6]pirano[3,2-b]pirano[2′′′,3′′′:5′′,6′′]pirano[2′′, 3′′:5′,6′]pirano[2′,3′:5,6]pirano[2,3-g]oxocina-2(2,12)-bis(pirano[2′′,3′′:5,6]pirano[2′,3′:5,6]pirano)[3,2-b:2′,3′-f]oxepina-13(10)-pirano[3, 2-b]pirano[2′′′,3′′′:5′′,6′′]pirano[2′′,3′′:5′,6′]pirano[2′,3′:5,6]pirano[2,3-f]oxepina-9(2,10)-dipirano[2,3-e:2′,3′-e′]pirano[3,2-b

5,6-b′]dipirana-3,8(2,6)-bis(pirano[3,2-b]pirana)tridecafan-99-il sulfato disódico
General
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular C164H256O6S2Na2 
Identificadores
Número CAS 59392-53-9[1]​
ChEMBL 2152261
ChemSpider 25991548
PubChem 71460273
UNII 9P59GES78D
KEGG C16854
C[C@H](CC[C@@H]([C@@H]([C@H](C)C[C@H](C(=C)/C(=C/CO)/C)O)O)OS(=O)(=O)[O-])[C@H]([C@@H](C)[C@H]1[C@@H]([C@@H]([C@H]2[C@H](O1)[C@@H](C[C@]3([C@H](O2)C[C@H]4[C@H](O3)C[C@]5([C@H](O4)[C@H]([C@H]6[C@H](O5)C[C@H]([C@H](O6)[C@@H]([C@H](C[C@H]7[C@@H]([C@@H]([C@H]8[C@H](O7)C[C@H]9[C@H](O8)C[C@H]1[C@H](O9)[C@H]([C@@H]2[C@@H](O1)[C@@H]([C@H]([C@@H](O2)[C@H]1[C@@H]([C@H]([C@H]2[C@@H](O1)C[C@H]([C@@H](O2)[C@@H](C[C@H](C[C@H]1[C@@H]([C@H]([C@H]2[C@@H](O1)C[C@H]([C@@H](O2)[C@H]1[C@@H](C[C@]2([C@H](O1)[C@@H]([C@]1([C@H](O2)C[C@]2([C@H](O1)CC[C@]1([C@H](O2)C[C@]2([C@H](O1)C[C@H]1[C@H](O2)CC[C@H](O1)[C@]1([C@@H](C[C@H]2[C@](O1)(C[C@H]1[C@](O2)(CC[C@]2([C@H](O1)C[C@H]1[C@](O2)(C[C@H]2[C@H](O1)C/C=C\[C@H]1[C@H](O2)C[C@H]2[C@](O1)(C[C@]1([C@H](O2)C[C@H]2[C@](O1)(CC[C@H](O2)[C@H]([C@@H](C[C@@H](C)[C@@H](C)CC=C)O)O)C)C)C)C)C)C)C)O)C)C)C)C)C)O)C)O)O)O)O)O)O)O)O)O)O)O)O)O)OS(=O)(=O)[O-])O)O)O)O)C)C)O)O)O)O.[Na+].[Na+]
InChI=1S/C164H258O68S2.2Na/c1-24-26-65(2)68(5)41-74(168)117(179)85-33-36-152(11)106(203-85)55-109-162(21,231-152)64-161(20)105(210-109)51-89-83(220-161)28-25-27-82-99(199-89)59-157(16)108(202-82)56-107-153(12,230-157)39-38-151(10)112(211-107)61-158(17)111(224-151)54-101(176)163(22,232-158)103-32-31-84-90(204-103)53-110-156(15,219-84)62-113-150(9,223-110)37-34-102-155(14,225-113)63-114-164(23,227-102)147(192)149-159(18,226-114)58-81(175)134(218-149)133-79(173)47-93-136(216-133)120(182)119(181)92(200-93)44-72(166)43-76(170)131-77(171)46-94-137(214-131)122(184)124(186)143(207-94)145-126(188)125(187)144-146(217-145)128(190)139-97(208-144)50-88-87(206-139)49-96-138(205-88)127(189)141(229-234(196,197)198)95(201-96)45-75(169)118(180)132-78(172)48-98-140(215-132)129(191)148-160(19,221-98)60-100-91(209-148)52-104-154(13,222-100)57-80(174)135-142(212-104)123(185)121(183)130(213-135)71(8)115(177)67(4)29-30-86(228-233(193,194)195)116(178)69(6)42-73(167)70(7)66(3)35-40-165;;/h24-25,28,35,65,67-69,71-149,165-192H,1,7,26-27,29-34,36-64H2,2-6,8-23H3,(H,193,194,195)(H,196,197,198);;/q;2*+1/p-2/b28-25-,66-35+;;/t65-,67+,68+,69+,71+,72+,73+,74+,75-,76+,77+,78+,79+,80+,81+,82+,83-,84+,85-,86-,87-,88+,89+,90-,91-,92-,93-,94-,95-,96+,97-,98+,99-,100+,101+,102+,103-,104+,105-,106-,107+,108-,109+,110+,111-,112-,113+,114+,115+,116+,117-,118+,119-,120+,121+,122+,123-,124+,125+,126+,127+,128+,129-,130-,131-,132-,133+,134+,135+,136+,137+,138+,139-,140+,141-,142-,143+,144-,145+,146+,147-,148+,149+,150-,151+,152+,153-,154-,155-,156-,157+,158+,159-,160-,161+,162-,163+,164+;;/m0../s1
Key: NWQUHAJRFNRIIU-DVGFTKJRSA-L
Propiedades físicas
Masa molar 3422 g/mol
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
[editar datos en Wikidata]

Mecanismo de toxicidad

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La maitotoxina activa los canales de calcio extracelulares, lo que lleva a un aumento en los niveles de iones Ca2+ citosólicos.[3]​ Se desconoce el objetivo molecular exacto de la maitotoxina, pero se ha sugerido que la maitotoxina se une a la Ca2+ ATPasa (PMCA) de la membrana plasmática y la convierte en un canal iónico, similar a cómo la palitoxina convierte la Na+/K+-ATPasa en un canal iónico.[4]​ En última instancia, se activa una cascada de necroptosis, lo que da como resultado la formación de ampollas en la membrana y, finalmente, la lisis celular.[5]​ La maitotoxina puede activar indirectamente las proteasas calpaína-1 y calpaína-2 que se unen al calcio, lo que contribuye a la necrosis.[6]​ La toxicidad de la maitotoxina en ratones es la más alta para las toxinas no proteicas: la DL50 es de 50 ng/kg.[7]​

Estructura molecular

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La molécula en sí es un sistema de 32 anillos fusionados. Se asemeja a grandes cadenas de ácidos grasos y se destaca porque es una de las moléculas no proteicas y no polisacáridas más grandes y complejas producidas por cualquier organismo. La maitotoxina incluye 32 anillos de éter, 22 grupos metilo, 28 grupos hidroxilo y 2 ésteres de ácido sulfúrico y tiene una estructura anfipática.[8]​[9]​[10]​ Su estructura se estableció a través del análisis utilizando resonancia magnética nuclear en la Universidad de Tohoku, la Universidad de Harvard y la Universidad de Tokio en combinación con espectrometría de masas y métodos químicos sintéticos. Sin embargo, Andrew Gallimore y Jonathan Spencer han cuestionado la estructura de la maitotoxina en una sola unión anular (la unión J-K), basándose únicamente en consideraciones biosintéticas y su modelo general para la biogénesis del poliéter marino.[11]​ K. C. Nicolaou y Michael Frederick argumentan que a pesar de este argumento biosintético, la estructura propuesta originalmente aún podría ser correcta.[12]​ La controversia todavía [necesita actualización] no se ha resuelto.

Biosíntesis

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La molécula se produce en la naturaleza a través de una vía de policétido sintasa.[11]​

Síntesis total

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Desde 1996, el grupo de investigación de Nicolaou está involucrado en un esfuerzo por sintetizar la molécula a través de la síntesis total[13]​[14]​[15]​[16]​ aunque el proyecto está actualmente en espera debido a la falta de financiación.[17]​

Referencias

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  1. ↑ Número CAS
  2. ↑ Yokoyama, A (1988). «Some Chemical Properties of Maitotoxin, a Putative Calcium Channel Agonist Isolated from a Marine Dinoflagellate». J. Biochem. 104 (2): 184-187. PMID 3182760. doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122438. 
  3. ↑ Ohizumi, Y; Yasumoto, T (1983). «Contraction and increase in tissue calcium content induced by maitotoxin, the most potent known marine toxin, in intestinal smooth muscle». British Journal of Pharmacology 79 (1): 3-5. PMC 2044839. PMID 6871549. doi:10.1111/j.1476-5381.1983.tb10485.x. 
  4. ↑ Sinkins, W. G; Estacion, M; Prasad, V; Goel, M; Shull, G. E; Kunze, D. L; Schilling, W. P (2009). «Maitotoxin converts the plasmalemmal Ca2+ pump into a Ca2+-permeable nonselective cation channel». American Journal of Physiology. Cell Physiology 297 (6): C1533-43. PMC 2793065. PMID 19794142. doi:10.1152/ajpcell.00252.2009. 
  5. ↑ Estacion, M; Schilling, WP (2001). «Maitotoxin-induced membrane blebbing and cell death in bovine aortic endothelial cells». BMC Physiology 1: 2. PMC 32181. PMID 11231888. doi:10.1186/1472-6793-1-2. 
  6. ↑ Wang, K. (1996). «Maitotoxin induces calpain activation in SH-SY5Y neuroblastoma cells and cerebrocortical cultures». Arch. Biochem. Biophys. 331 (2): 208-214. PMID 8660700. doi:10.1006/abbi.1996.0300. 
  7. ↑ Igarashi, Tomoji; Aritake, Shiro; Yasumoto, Takeshi (1999). «Mechanisms underlying the hemolytic and ichthyotoxic activities of maitotoxin». Natural Toxins (Wiley) 7 (2): 71-79. ISSN 1056-9014. PMID 10495469. doi:10.1002/(sici)1522-7189(199903/04)7:2<71::aid-nt40>3.0.co;2-0. 
  8. ↑ Murata, M (1994). «Structure and partial stereochemical assignments for maitotoxin, the most toxic and largest natural non-biopolymer». J. Am. Chem. Soc. 116 (16): 7098-7107. doi:10.1021/ja00095a013. 
  9. ↑ Sasaki, M (1996). «The complete structure of maitotoxin, I; Configuration of the C1-C14 side chain». Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 35 (15): 1672-1675. doi:10.1002/anie.199616721. 
  10. ↑ Kishi, Y (1998). «Complete structure of maitotoxin». Pure Appl. Chem. 70 (2): 339-344. doi:10.1351/pac199870020339. 
  11. ↑ a b Gallimore AR, Spencer JB (2006). «Stereochemical Uniformity in Marine Polyether Ladders—Implications for the Biosynthesis and Structure of Maitotoxin». Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 45 (27): 4406-4413. PMID 16767782. doi:10.1002/anie.200504284. 
  12. ↑ Nicolaou KC, Frederick MO (2007). «On the structure of maitotoxin». Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 46 (28): 5278-82. PMID 17469088. doi:10.1002/anie.200604656. 
  13. ↑ Nicolaou K. C., Cole Kevin P., Frederick Michael O., Aversa Robert J., Denton Ross M. (2007). «Chemical Synthesis of the GHIJK Ring System and Further Experimental Support for the Originally Assigned Structure of Maitotoxin.». Angew. Chem. Int. Ed. 46 (46): 8875-8879. PMID 17943950. doi:10.1002/anie.200703742. 
  14. ↑ Nicolaou K. C. (2008). «Chemical Synthesis of the GHIJKLMNO Ring System of Maitotoxin». Journal of the American Chemical Society 130 (23): 7466-7476. PMID 18481856. doi:10.1021/ja801139f. 
  15. ↑ Nicolaou K. C. (2010). «Synthesis of the ABCDEFG Ring System of Maitotoxin». Journal of the American Chemical Society 132 (19): 6855-6861. PMC 2880607. PMID 20415445. doi:10.1021/ja102260q. 
  16. ↑ Nicolaou K. C. (2014). «Synthesis and Biological Evaluation of QRSTUVWXYZA′ Domains of Maitotoxin». Journal of the American Chemical Society 136 (46): 16444-16451. PMC 4244842. PMID 25374117. doi:10.1021/ja509829e. 
  17. ↑ Chemistry's toughest total synthesis challenge put on hold by lack of funds Katrina Kramer 15 January 2015 Chemistry World http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/01/chemistry-grandest-total-synthesis-challenge-maitotoxin-put-hold-lack-funds

Véase también

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Enlaces externos

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  •   Datos: Q425072
  •   Multimedia: Maitotoxin / Q425072

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