β-アマニチン

β-アマニチン
識別子
3Dモデル(JSmol
ケムスパイダー
ECHA 情報カード100.040.207
ユニイ
  • InChI=1S/C39H53N9O15S/c1-4-16(2)31-36(60)41-11-28(53)42-25-15-64(63)38-21(20-6-5-18(50)7-22(20)45- 38)9-23(33(57)40-12-29(54)46-31)43-37(61)32(17(3)27(52)14-49)47-35(59)26-8-19(51)13-48(26)39(62)24( 10-30(55)56)44-34(25)58/h5-7,16-17,19,23-27,31-32,45,49-52H,4,8-15H2,1-3H3,(H,40,57)(H,41,60)(H,42,53)(H,43,61)(H,44,58)(H,46,54)(H,47,59)(H,55,56)/t16-,17-,19+,23-,24-,25-,26-,27-,31-,32-,64?/m0/s1 チェックはい
    キー: IEQCUEXVAPAFMQ-JAXJKTSHSA-N チェックはい
  • InChI=1/C39H53N9O15S/c1-4-16(2)31-36(60)41-11-28(53)42-25-15-64(63)38-21(20-6-5-18(50)7-22(20)45-3 8)9-23(33(57)40-12-29(54)46-31)43-37(61)32(17(3)27(52)14-49)47-35(59)26-8-19(51)13-48(26)39(62)24(1) 0-30(55)56)44-34(25)58/h5-7,16-17,19,23-27,31-32,45,49-52H,4,8-15H2,1-3H3,(H,40,57)(H,41,60)(H,42,53)(H,43,61)(H,44,58)(H,46,54)(H,47,59)(H,55,56)/t16-,17-,19+,23-,24-,25-,26-,27-,31-,32-,64?/m0/s1
    キー: IEQCUEXVAPAFMQ-JAXJKTSHBD
  • O=C(NCC(N[C@@](C(NCC(N[C@@H](C3)C(N[C@@H](CC(O)=O)C(N5[C@H]4C[C@@H](O)C5)=O)=O)=O)=O)([H])[C@@H](C)CC)=O)[C@H](CC1=C(S3=O)NC2=C1C=CC(O)=C2)NC([C@@]([C@@H](C)[C@@H](O)CO)([H])N[C@@]4=O)=O
プロパティ
C 39 H 53 N 9 O 15 S
モル質量919.95 g/モル
特に記載がない限り、データは標準状態(25 °C [77 °F]、100 kPa)における材料のものです。
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β-アマニチンベータアマニチン)は、 8つのアミノ酸からなる環状ペプチドです。アマトキシンと呼ばれる毒素群に属し、テングタケ属(Amanita phalloides)に属するいくつかのキノコに含まれています。例えば、テングタケ(Amanita phalloides )や、 A. virosaA. bisporigeraを含む破壊天使複合体のメンバーが挙げられます。これらのキノコは、 α-アマニチン、β-アマニチン、γ-アマニチン、およびε-アマニチンの存在により、人体にとって非常に致死的です。

アマニタ・ファロイデス

毒性

アマニトキシンの致死量は、ヒト体重1kgあたり0.1mgです。平均的なテングタケには3~5mgのアマニトキシンが含まれているため、40~50gのテングタケ1個で平均的な成人を死に至らしめる可能性があります。[ 1 ]米国労働安全衛生局(OSHA)は、β-アマニチン粉塵の時間加重平均曝露量を最大5mg/m 3としています。 [ 2 ]

曝露の症状

β-アマニチンは、摂取または吸入した場合、呼吸器の炎症、頭痛、めまい、吐き気、息切れ、咳、不眠、下痢、胃腸障害、背部痛、頻尿、肝臓および腎臓の障害、または死を引き起こす可能性があります。β-アマニチンが皮膚に接触すると、炎症、火傷、発赤、激しい痛みを引き起こす可能性があり、皮膚から吸収されて、吸入および摂取による暴露と同様の影響を引き起こす可能性があります。目に入ると、炎症、角膜火傷、および眼の損傷を引き起こす可能性があります。[ 2 ]既存の皮膚、眼、または中枢神経系の疾患、または肝臓、腎臓、または肺の機能障害のある人は、この物質の影響を受けやすい可能性があります。

生理学的作用機序

β-アマニチンは血流に乗って体内の臓器に到達します。すべての臓器に損傷を与えますが、肝臓と心臓への損傷は死に至ります。分子レベルでは、アマニチン毒素はこれらの臓器の細胞に損傷を与えます。また、この毒素は細胞膜を破壊し、通常は細胞質内にある細胞小器官が細胞外マトリックス中に出現することもあります。[ 3 ] β-アマニチンは真核生物のRNAポリメラーゼIIおよびRNAポリメラーゼIIIの阻害剤でもあり、結果として哺乳類のタンパク質合成を阻害します。RNAポリメラーゼIや細菌のRNAポリメラーゼを阻害することは確認されていません。[ 4 ] RNAポリメラーゼを不活性化するため、肝臓はβ-アマニチンが引き起こす損傷を修復できず、肝臓細胞が崩壊して肝臓が溶解します。[ 5 ]

科学的分析

β-アマニチンは、その致死性と世界中に広く分布するテングタケ属に広く存在することから、タンパク質生化学の分野で広く研究されてきました。特に、ノーベル賞受賞者のウィリアム・リップスコムは、このタンパク質の特性解明に大きく貢献しました。リップスコムは、この生命を脅かすタンパク質を回収・精製する方法を解明しただけでなく、当時この技術が広く利用される前に、 X線結晶構造解析によって分子構造を決定しました。[ 6 ]

収集と精製

極めて致死性が高く、また限られた時期にしか市販されておらず、しかも非常に高価であったため、β-アマニチンタンパク質を採取するためには、野生のテングタケを採取する必要がありました。これは、1975年にニュージャージー州でテングタケの子実体を採取することによって初めて実現しました。これらのキノコは24時間乾燥させた後、ミキサーで水を加えて粉砕しました。得られたスラリーをさらに均質化して、損傷のない細胞を破壊し、毒素を含む褐色シロップ抽出物を採取しました。この抽出物は、毒素自体を単離するために様々な分離法にかけられました。その後、毒素は脱塩され、セファデックス法と酸性タンパク質精製法の4つの異なる方法にかけられました。[ 7 ]

結晶

β-アマニチンの構造は、X線結晶構造解析によって決定されました。結晶化と分析は、1978年にエドワード・C・コスタンセクとウィリアム・H・リップスコムによって行われました。彼らは、精製した試料を丸底フラスコに入れたほぼ純粋なエタノールに溶解することで、β-アマニチンを結晶化しました。フラスコを一晩開けたままにしておくと、エタノールが蒸発するにつれて結晶が形成しました。これは非常に容易な結晶化と考えられています。[ 6 ]

参照

参考文献

  1. ^ G. Shoham; DC Rees; WN Lipscomb; G. Zanotti; Th. Wieland (1984). 「S-デオキソ[Ile3]アマニナミドの結晶および分子構造:テングタケ毒素の合成類似体」アメリカ化学会誌. 106 (16): 4606– 4615. Bibcode : 1984JAChS.106.4606S . doi : 10.1021/ja00328a051 .
  2. ^ a b「β-アマニチン」、2013年3月12日閲覧。
  3. ^ J. Meldolesi; G. Pelosi; A. Brunelli; E. Genovese (1966). 「マウスにおけるアマニチンの効果に関する電子顕微鏡的研究:肝臓および心臓病変」Virchows Archiv A. 342 ( 3): 221– 235. doi : 10.1007/bf00960591 . PMID 5301504. S2CID 12556291 .  
  4. ^「Amanita phalloides由来のβ-アマニチン」、2013年3月12日閲覧。
  5. ^「アマニタキノコのポリペプチド毒素」コーネル大学、2013年3月12日閲覧。
  6. ^ a b E.C. Kostansek; WN Lipscomb; RR Yocum; WE Thiessen (1978). 「結晶状態におけるキノコ毒素β-アマニチンの立体配座」.生化学. 17 (18): 3790– 3795. doi : 10.1021/bi00611a019 . PMID 698197 . 
  7. ^ R. Rogers Yocum (1978). 「アメリカ産アマニト・ア・ファロイデス由来のアマニチンの新たな実験室規模精製法」.生化学. 17 (18): 3786– 3789. doi : 10.1021/bi00611a018 . PMID 568002 .