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09046224李兴超制药工程专题讲座
《》5/5/2012
目录
一、前言………………………………………………2
二、海洋生物毒素概况………………………………2
三、海洋生物毒素的例子……………………………2
四、海洋生物毒素在药学中的应用…………………4
五、海洋生物毒素有潜力充当强大的抗癌药物……5
六、海洋生物毒素新进展……………………………6
七、海洋生物毒素的药物开发前景…………………6
八、参考文献…………………………………………7
前言
海洋生物毒素为海洋生物体内存在的一类高活性的特殊代谢成分,一般拥有剧烈毒性,是海洋生物活性物质中研究进展最迅速的领域。主要由藻类或浮游植物产生,可根据化学结构将海洋生物毒素大致分为多肽类毒素、聚醚类毒素、生物碱类毒素等三大类。海洋生物毒素可以在滤食性的软体贝壳类动物的组织内蓄积。海洋生物毒素具有结构奇特,活性广泛且活性强等特点.海洋生物毒素具有独特的药理活性,是典型的海洋生物药物.多数海洋生物毒素均有较强的神经毒性,而且作用于神经离子通道,因而对神经系统起重要作用中文名称海洋生物毒素
英文名称:marine biotoxin;marine biotoxins
定义:在海洋动物、植物和微生物中发现的对人和动物有毒的有机物。海洋动物中这些物质有的由本身合成,有的则通过食物链或共栖关系从其他生物(如单细胞藻类、细菌)获取在海洋生物中,存在一类高活性的特殊代谢成分,即海洋生物毒素。海洋生物毒素资源丰富,种类多,分布广,据估计有1000多种,其中已确定结构的有几十种。海洋生物毒素是海洋天然产物的重要组成部分,亦是海洋生物活性物质中研究进展最迅速的领域。
一些海洋毒素(marine toxins)是海洋生物的防御物质,由于释放后很快被海水稀释,为了达到防御的作用,其活性往往超强。如河豚毒素(tetrodotoxin,TTX)最初是在1909年因研究河豚鱼卵的神经毒性成分而发现的,但直到1964年才确定其结构是一种复杂的笼形原酸酯类生物碱。
海洋微生物产生的毒素,除一些和陆地微生物毒素相同的作用机理外,其独特之处在于它们专一性地作用于离子通道。由甲藻产生的聚醚类毒素的代表——西加鱼毒素是电压依赖性Na+通道的激动剂,可增加细胞膜对Na+的通透性,产生强去极化,致使神经肌肉兴奋性传导发生改变。而另一类由海洋细菌和放线菌产生的毒素——河豚毒素则是Na+通道的阻滞剂,结合在Na+通道外边,从而阻塞Na+的通过。一些细菌和藻类产生的石房蛤毒素也属Na+通道的阻滞剂,引起神经肌肉信号传导故障,导致麻痹性中毒。此外蓝细菌产生的一些肽类毒素也可使Na+通道失活,是作用强烈的神经毒素。另有一些毒素是作用于Ca2+通道,也有阻滞和激动两种作用河豚毒素(Tetrodotoxin,TTX)是从河豚鱼中分离出来的一种电压敏感的Na+通道外口的特异性阻滞剂,对神经、肌肉、浦金野氏纤维等兴奋细胞膜的Na+通道均具有高度专一性,TTX最初用于治疗麻风患者的神经痛,是一种较强的镇痛剂,作用较缓且持久,曾代替吗啡、杜冷丁等治疗神经痛,且无成瘾性,它比常用麻醉药强万倍以上。河豚毒素是一类高值的生物活性物质,高纯度的河豚毒素,国际市场的价格为每克几十万美元。作为“分子探针”,TTX因其高选择性和高亲合性地阻断神经兴奋膜上Na+通道而成为鉴定、分离和研究Na+通道的重要工具药。已发现的河豚鱼毒素有七种天然衍生化物,它们因其致死率、对细胞过敏膜钠通道特殊阻断功能而成为最重要的海洋毒素之一。 TTX是迄今为止在自然界中发现的最为奇特的小分子天然产物之一,不仅结构新颖而且性质独特,在有机溶剂和水中都不溶解,仅溶于醋酸等酸性溶剂,并且在碱性和强酸性溶剂中不稳定;在溶液中以两种平衡体的形式存在等。TTX毒性极大,其LD50为8.7μg/kg,是氰化物的1000倍;局部麻醉作用是普鲁卡(procaine)的4000倍,可用作某些癌症后期的缓解药。然而更有意义的是TTX的作用机制与陆地发现的毒素不同,其在极低的浓度就能选择性地抑制Na+通过神经细胞膜,但却允许K+通过,是神经生物学和药理学研究极为有用的工具药。河豚毒素的临床应用河豚毒素是一种毒性很强的海洋神经毒素,近年来发现它具有很好的镇痛作用和明显的抗心律失常活性。TTX对神经细胞的钠通道有着高度的阻滞作用,可阻断神经冲动的传导,因此能产生明显的局部麻醉作用。[12]TTX相对与盐酸普鲁卡因具有作用时间长的特点,TTX对粘膜的穿透力弱,没有表面麻醉作用。但由于河豚毒素的毒性较大,且其药物动力学情况知之不多,使得其不能广泛使用海参毒素对中风引起的痉挛性麻痹有治疗作用,是目前在药理方面研究最多的一种富含皂甙的海洋生物。海洋为我们提供了丰富的研究海洋毒素或药物的原料。
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