海洋生物毒素

海洋生物毒素

生物晚課系列2021/5/91概述海洋生物毒素為海洋生物體內存在的一類高活性的特殊代謝成分，一般擁有劇烈毒性，是海洋生物活性物質中研究進展最迅速的領域。主要由藻類或浮游植物產生，少量是生物和微生物產生。海洋生物毒素可以在濾食性的軟體貝殼類動物的組織內蓄積。海洋生物毒素資源豐富，種類多，分布廣，據(jù)估海洋生物毒素計有1000多種，其中已確定結構的有幾十種。2021/5/92根據(jù)化學結構分類2021/5/93根據(jù)毒素毒性作用機制來進行分類可分為:麻痹性貝毒(paralyticshellfishpoisoning，PSP)腹瀉性貝毒(diarrheticshellfishpoisoning，DSP)記憶缺損性貝毒(amnesicshellfishpoisoning，ASP)神經(jīng)性貝毒(neurotoxicshellfishpoisoning，NSP)2021/5/94多肽類毒素定義：海洋多肽類毒素是海洋生物毒素中毒性最強的毒素，它特異地作用于離子通道或分子受體的亞型，從而具有特定的生理活性，包括河鲀毒素和芋螺毒素。[1]

[1]王艷，周培根，戚曉玉，海洋生物中毒素的研究進展[J]，上海水產大學學報，2002,112021/5/95河鲀毒素化學分子結構:資料來源:DUDATFJr，KOHNAJ，MATHENYAM．CrypticspeciesdifferentiatedinConusebraeus，awidespreadtropicalmarinegastropod[J]．BiologicalBulletin，2009,2172021/5/96河鲀毒素一、簡介河鲀毒素(Tetrodotoxin，TTX）由于歷史原因經(jīng)常錯寫為河豚毒素)是從河豚魚中分離出來的一種電壓敏感的Na+通道外口的特異性阻滯劑，對神經(jīng)、肌肉、浦金野氏纖維等興奮細胞膜的Na+通道均具有高度專一性。已發(fā)現(xiàn)的河豚魚毒素有七種天然衍生化物，它們因其致死率、對細胞過敏膜鈉通道特殊阻斷功能而成為最重要的海洋毒素之一。TTX是迄今為止在自然界中發(fā)現(xiàn)的最為奇特的小分子天然產物之一，不僅結構新穎而且性質獨特，在有機溶劑和水中都不溶解，僅溶于醋酸等酸性溶劑。2021/5/97二、毒理與藥理活性

惡心、嘔吐、感覺消失、血壓體溫下降、死亡。三、作用機理TTX的作用機制與陸地發(fā)現(xiàn)的毒素不同，其在極低的濃度就能選擇性地抑制Na+通過神經(jīng)細胞膜，但卻允許K+通過，是神經(jīng)生物學和藥理學研究極為有用的工具藥。[2]

資料來源：[2].LeighL,RichardJL.Ciguatera:recentadvancesbuttheriskremains[J].FoodMicrobiology,2000,612021/5/98資料來源：

LUOS，AKONDIKB，ZHANGSUND，Atypicalα-conotoxinLtIAfromConuslitteratustargetsanovelmicrositeofthealpha3beta2nicotinicreceptor[J]．JBiolChem，2010，2852021/5/99四、應用價值生物醫(yī)學研究試劑：鈉通道探針TTX因其高選擇性和高親合性地阻斷神經(jīng)興奮膜上Na+通道而成為鑒定、分離和研究Na+通道的重要工具藥。止痛藥，且無成癮性。療麻風患者的神經(jīng)痛，是一種較強的鎮(zhèn)痛劑，作用較緩且持久，曾代替嗎啡、杜冷丁等治療神經(jīng)痛。降壓藥?？剐穆墒СＫ帯Ｂ樽硭?。TTX對神經(jīng)細胞的鈉通道有著高度的阻滯作用，可阻斷神經(jīng)沖動的傳導，因此能產生明顯的局部麻醉作用。[3]

數(shù)據(jù)來源：[3].林秋金，羅素蘭，長孫東亭等．ω－芋螺毒素的研究進展[J]．中國海洋藥物，2005，242021/5/9102、聚醚類毒素結構特點：具有很高的雜原子對碳原子的比例；結構特殊、新穎，相對分子質量大；活性強、劇毒；廣譜藥效、作用機制獨特，多數(shù)對神經(jīng)系統(tǒng)或心血管系統(tǒng)具有高特異性作用等。

常見的有聚醚梯、線性聚醚、大環(huán)內酯聚醚和聚醚三萜等。其中線性聚醚以巖沙?？舅?palytoxin)和西加毒素為代表。2021/5/911西加毒素化學分子結構:數(shù)據(jù)來源：MurataM，etal．Structuresofciguatoxinanditscongener．JAmChemSoc，1989，1112021/5/912線性聚醚的結構特征:

(1)稠環(huán)間均以反/順式(trans／cis)構型連接。(2)單原子橋鍵。(3)該類型分子的兩端大多為極性基團。2021/5/913西加毒素

一、簡述：西加毒素(Ciguatoxin，CTX)的名字來源于西加魚類，是20世紀60年代由夏威夷大學教授Scgeuer首次從毒魚中發(fā)現(xiàn)的。又稱雪卡毒素。該毒素曾從400多種魚中分離得到過，但其真正來源是由一種雙鞭藻崗比毒甲藻(Gambierdiscustoxicus)產生的。已發(fā)現(xiàn)3類雪卡毒素，即太平洋雪卡毒素、加勒比海雪卡毒素和印度雪卡毒素。2021/5/9142021/5/915雪卡毒素是一種脂溶性高醚類物質，毒性非常強，比河豚毒素強100倍，無色無味，脂溶性，不溶于水，耐熱，不易被胃酸破壞，主要存在于珊瑚魚的內臟、肌肉中。無論在數(shù)量上還是在毒性上，雪卡毒素是已知的對哺乳動物毒性最強的毒素之一。

雪卡毒素中毒最顯著的特征是“干冰的感覺”和熱感顛倒，即當觸摸熱的東西會感覺冷，把手放入水中會有觸電或摸干冰的感覺。雪卡毒素中毒有臨界值，毒素進入血液后，需要很長時間才能將毒素排出，患者日后若再次接觸到雪卡毒素，就算吃下很少的份量，超過臨界值時也會產生中毒癥狀。二、化學性質與毒理2021/5/916三、西加毒素中毒預防目前對西加毒素尚沒有可靠的檢測手段，中毒后沒有特效的治療方法，所以對雪卡毒素因以預防為主：資料來源:yangbing4329.2014,6,ppt2021/5/917四、作用機理雪卡毒素具有強烈的和不可逆的膽堿酶抑制作用，使神經(jīng)肌肉突觸間乙酰膽堿蓄積，出現(xiàn)煙堿樣中毒癥狀。它是一個很強的鈉通道激活毒素，與鈉通道受體靶部位VI結合，能增強細胞膜對Na+的通透性，延長Na+通道的開放時程，產生強的去極化，引起神經(jīng)肌肉興奮性傳導發(fā)生改變。雪卡毒素也具有抑制Ca2+作用，高濃度雪卡毒素則出現(xiàn)對心臟直接作用。2021/5/918五、毒素檢測技術由于雪卡毒素在魚體內含量很低，而且染毒魚類在感觀、嗅覺和味覺上均沒有什么異常，不易用簡單的常規(guī)方法檢測到。因此，尚未建立一種簡便、快速的可信賴的檢測方法。已有多種檢測方法，但是每種方法都有其優(yōu)缺點，主要的方法有：生物分析法、細胞毒性檢測法、免疫學檢測法、化學分析法等。2021/5/919小鼠生物法資料來源:yangbing4329.2014,6,ppt2021/5/920免疫學檢測法資料來源:yangbing4329.2014,6,ppt2021/5/921五、應用前景CTX可作為研究興奮細胞膜結構與功能及局部麻醉藥物作用機理的分子探針。2021/5/922西加毒素(CTX)CTX是一種脂溶性高醚類物質。低劑量的CTX可引起神經(jīng)及腸道癥狀，高劑量的CTX可引起哺乳類的心動過緩，低血壓及心律失常對心臟的作用機制主要可能是作用于Na＋通道。增加鈉對膜興奮時的滲透性，它的去極化作用能被海豚毒素和細胞外鈣離子濃度增加所阻滯，因而西加毒素和海豚毒素可互相作為解毒劑。2021/5/923生物堿類毒素生物堿是一類含氮的有機化合物，海洋生物堿類毒素主要來源于天然海洋生物次級代謝成分，是一類含有胺型氮功能基和復雜的碳骨架環(huán)系結構的具有重要生物活性的堿性有機物。其結構新穎獨特，生物活性廣泛，如抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗心腦血管疾病、抗老年性癡呆和抗骨質疏松癥等，因此，它們很有可能成為抗腫瘤、抗病毒和抗菌藥物的先導化合物，有良好的藥用前景。[4]

資料來源：[4].NgyL,TadaK,YuCF,etal·OccurrenceofparalyticshellfishtoxinsinCambodianMekongpufferfishTetraodonturgidus:selectivetoxinaccumulationintheskin[J].Toxicon,2008,51:280-2882021/5/924刺尾魚毒素（MTX)

刺尾魚毒素（maitotoxin，MTX）是由崗比甲藻類產生，經(jīng)食物鏈蓄積于刺尾魚體內的一類結構獨特的海洋生物毒素（themarinedinoflagellateGambierdiscustoxicus）。剌尾魚毒素具有非常獨特的性質，本身為生物高分子（biopolymer），為分子量最大的天然物，也是造成草食性魚類有毒的主要熱帶珊瑚礁魚毒素，也是天然毒素最強的一種，其LD50=50mg·kg-1.，只有少數(shù)幾種細菌性蛋白質毒素的毒性大于刺尾魚毒素。[5]

資料來源：[5].YokoyamamA，MurataM，OshimaY，etal.SomechemicalpropertiesofMTX，aputativecalciumchannelagonnist，isolatedfromamarinedinoflagellette.JBiochem，1988，104

一、簡介：2021/5/925αβ刺尾魚毒素(MTX)

資料來源：程樹軍，焦紅，談偉君，海洋生物毒素檢測的動物試驗替代方法及標準化[J].中國食品衛(wèi)生雜志，2011，23化學分子結構2021/5/926二、化學性質與特征刺尾魚毒素是一種高極化化合物，可溶于水、甲醇、乙醇、二甲基亞砜，不溶于氯仿、丙酮和乙氰。純刺尾魚毒素為無色固體，極易被氧化，有著相對較大的分子量。其化學結構屬梯形聚醚類，其二鈉鹽的化學分子式為Cl64H256S2Na2，相對分子量3422，由142個碳鏈，32個醚環(huán)，28個羥基及2個硫酸基組成，大多為反式稠環(huán)環(huán)。其生物活性部分為硫酸鹽、羥基及堿基氮原子，尤其硫酸鹽基團具有重要的生物學效應，起決定作用。2021/5/927三、中毒臨床癥狀與救治癥狀：刺毒魚刺傷后，可使周圍組織發(fā)生嚴重的創(chuàng)傷反應，如出血、神經(jīng)與肌肉損傷、局部感染等。刺毒魚毒素又可使傷員出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)功能障礙。救治：局部捆扎、清創(chuàng)排毒、止痛、抗毒及防止繼發(fā)感染?？稍趥谏隙嗽寡獛?，防止毒液擴散，并用拔火罐法吸出創(chuàng)口內毒液。有毒魚的毒棘鋸齒刺傷可引起嚴重裂傷和軟組織創(chuàng)傷，應立即用冷鹽水或無菌生理鹽水沖洗創(chuàng)面，對刺入創(chuàng)面小而內部損傷大或污染的創(chuàng)口應予以擴創(chuàng)或吸收沖洗。同時仔細探查創(chuàng)口內有無毒棘的皮鞘碎片，如有應與毒液一起鑷除并徹底沖洗，壞死組織應一并清除，防止繼續(xù)吸收中毒。2021/5/928四、中毒機理刺尾魚毒素毒性強，其毒性強度比西加毒素高2倍。其細胞毒理作用主要是激活了Ca2+依賴性離子通道，導致Ca2+等離子內流，使胞內Ca2+濃度迅速增高，產生一系列生物效應，大量的鈣離子進入細胞內，而影響到和細胞內鈣離子濃度增加相關的生理作用，諸如：刺激神經(jīng)傳導物質或激素的釋放，活化磷酸化酶C