Антимицин А (точнее, антимицин A1b ) — вторичный метаболит , вырабатываемый бактериями Streptomyces [1], и член группы родственных соединений, называемых антимицинами . Антимицин А классифицируется как чрезвычайно опасное вещество в Соединенных Штатах, как определено в разделе 302 Закона США о планировании действий в чрезвычайных ситуациях и праве общества на информацию (42 USC 11002), и подлежит строгим требованиям отчетности со стороны предприятий, которые производят, хранят или используют его в значительных количествах. [2]
Антимицин А является активным ингредиентом препарата Финтрол, химического рыбоцида (рыбьего яда), используемого в управлении рыболовством . [ необходима цитата ]
Антимицин А был впервые обнаружен в 1945 году и зарегистрирован для использования в качестве токсина для рыб в 1960 году. [3] Fintrol ® является единственным в настоящее время зарегистрированным продуктом, содержащим Антимицин А, и классифицируется как пестицид ограниченного использования из-за его водной токсичности и необходимости высокоспециализированной подготовки для его использования. В 1993 году несколько токсикологических исследований были представлены в Агентство по охране окружающей среды США, в которых была указана его токсичность. [3]
Fintrol в основном используется федеральными и государственными органами власти для уничтожения инвазивных видов в районах, где местные виды находятся под угрозой. Антимицин А добавляется по каплям для достижения концентрации 25 частей на миллиард. [3] Эти капельные станции обычно используются выше по течению в районе, доступном для лодок и транспорта. В более глубоких водоемах насосный механизм используется для распыления Антимицина А через перфорированный шланг, протягивающийся по всей длине водного столба. [ требуется ссылка ]
В аквакультуре Антимицин А используется в качестве агента для увеличения производства сома путем избирательного уничтожения мелких и более чувствительных видов. При добавлении Антимицина А в концентрации 25 ppb он обеспечивает полное уничтожение. Однако при концентрации 10 ppb Антимицин А используется в качестве избирательного убивающего агента для уничтожения мелких или более чувствительных видов, которые могут снизить урожайность коммерческого земледелия.
Продукты, содержащие антимицин А, могут быть зарегистрированы при условии соблюдения процедур снижения риска. [3]
На сегодняшний день он не использовался в медицине, хотя его возможность в качестве химиотерапевтического средства изучалась. [3]
Антимицин А является ингибитором клеточного дыхания, в частности окислительного фосфорилирования . Антимицин А связывается с сайтом Qi цитохрома с-редуктазы , ингибируя восстановление убихинона до убихинола в сайте Qi, тем самым нарушая Q-цикл оборота фермента. Это также вызовет нарушение всей цепи переноса электронов. Из-за этого не может быть произведено АТФ. Цитохром с-редуктаза является центральным ферментом в цепи переноса электронов окислительного фосфорилирования . [4] Ингибирование этой реакции нарушает образование протонного градиента через внутреннюю мембрану митохондрий. Впоследствии продукция АТФ ингибируется, поскольку протоны не могут проходить через комплекс АТФ-синтазы при отсутствии протонного градиента. Это ингибирование также приводит к образованию токсичного свободного радикала супероксида . [5] В присутствии антимицина А зависимость скорости производства супероксида от уровня кислорода является гиперболической. [6] В культивируемых клетках на фоне ингибирования митохондриального дыхания скорость выработки супероксида превышает клеточные механизмы его утилизации, что подавляет клетку и приводит к ее гибели. [ необходима цитата ]
Также было обнаружено, что он ингибирует циклический поток электронов в фотосинтетических системах по предполагаемому пути ферредоксинхинонредуктазы . [7]
Хотя цианид блокирует цепь переноса электронов, антимицин А и цианид действуют по разным механизмам. Цианид связывает участок в соседнем белке, где обычно связывается железо, полностью предотвращая связывание кислорода. Это полностью предотвращает клеточное дыхание, что приводит к гибели клетки. [8] Поскольку антимицин А связывается с определенным белком в цепи переноса электронов, его токсичность может сильно зависеть от вида из-за тонких видоспецифичных различий в убихиноле. Вот почему Финтрол можно использовать в качестве селективного агента уничтожения в коммерческом сельском хозяйстве. [ требуется ссылка ]
Было показано, что муравьи-аттины, выращивающие грибы, используют антимицины, вырабатываемые симбиотическими бактериями Streptomyces , в своей грибной культуре для подавления некультурных (т. е. патогенных) грибов. [9] Одна исследовательская группа, изучающая эти симбиотические бактерии Streptomyces, недавно идентифицировала кластер генов биосинтеза антимицинов, который был неизвестен, несмотря на то, что сами соединения были идентифицированы 60 лет назад. Антимицины синтезируются гибридной поликетидсинтазой (PKS)/ нерибосомальной пептидсинтазой (NRPS). [10]
Смертельные дозы для рыб и земноводных [8]
Смертельные дозы для млекопитающих [8]
Воздействие очищенной воды: эффекты хронического, сублетального воздействия на человека были оценены и экстраполированы из токсикологических исследований на мышах (=относящихся к грызунам ). Оценки в литературе были определены с использованием протоколов оценки риска EPA. [11] Исследования, направленные на определение этих уровней, обнаружили концентрацию у мышей, при которой «нет наблюдаемого уровня неблагоприятного эффекта». Оттуда EPA описывает методы определения референтной дозы (RfD), верхнего предела вещества, которое можно потреблять ежедневно в течение оставшейся жизни без каких-либо наблюдаемых последствий. RfD был определен как 1,7 микрограмма/кг/день. [12] Для взрослого человека весом около 70 кг, он может безопасно потреблять 2 литра очищенной воды при 60 ppb.
Токсические эффекты могут возникнуть в результате случайного проглатывания материала. Исследования токсикологии животных показывают, что воздействие менее 40 граммов Антимицина А может привести к серьезным неблагоприятным последствиям для здоровья человека. [13]
Лечение направлено на облегчение симптомов и мониторинг респираторного дистресса, отека легких , судорог и шока . [13] Рвота после приема внутрь не рекомендуется из-за потенциальной депрессии центральной нервной системы. [14] Активированный уголь можно давать в виде 240 мл воды с 30 г древесного угля. [14] Пациента следует контролировать на предмет развития системных симптомов и признаков. После вдыхания пациента следует переместить на свежий воздух и контролировать на предмет бронхоспазма , затрудненного дыхания и респираторного дистресса. При необходимости дайте пациенту кислород и обеспечьте проходимость дыхательных путей с помощью интубации трахеи . Лечите бронхоспазм ингаляционным бета2-адренергическим агонистом , а тяжелый бронхоспазм можно лечить системными кортикостероидами . [14]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )