Anatoksyna-a

Nie należy mylić z Anatoxin-a (S) .
Anatoksyna-a
Anatoxin-a.png
Ball-and-stick model of the anatoxin-a molecule
Nazwy
nazwa IUPAC
1-(9-azabicyklo[4.2.1]non-2-en-2-ylo)etan-1-on
Inne nazwy
Anatoksyna A
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
CHEMBL
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100.215.761 Edit this at Wikidata
KEGG
Identyfikator klienta PubChem
UNII
  • InChI=1S/C10H15NO/c1-7(12)9-4-2-3-8-5-6-10(9)11-8/h4,8,10-11H,2-3,5-6H2, 1H3  check Y
    Klucz: SGNXVBOIDPPRJJ-UHFFFAOYSA-N  check Y
  • InChI=1/C10H15NO/c1-7(12)9-4-2-3-8-5-6-10(9)11-8/h4,8,10-11H,2-3,5-6H2, 1H3
    Klucz: SGNXVBOIDPPRJJ-UHFFFAOYAZ
  • CC(=O)C1=CCCC2CCC1N2
Nieruchomości
C 10 H 15 NR
Masa cząsteczkowa 165.232
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
check  Y ( co to jest check☒ Y N ?)

Anatoxin-a , znany również jako Very Fast Death Factor ( VFDF ), jest wtórnym, bicyklicznym alkaloidem aminowym i cyjanotoksyną o ostrej neurotoksyczności . Po raz pierwszy została odkryta na początku lat 60. XX wieku w Kanadzie i wyizolowana w 1972 r. Toksyna jest wytwarzana przez wiele rodzajów sinic i została opisana w Ameryce Północnej, Ameryce Południowej, Ameryce Środkowej, Europie, Afryce, Azji i Oceanii. Objawy toksyczności anatoksyny-a obejmują utratę koordynacji , drgawki mięśniowe , konwulsje i śmierć w wyniku porażenia oddechowego . Jego sposób działania polega na nikotynowym receptorze acetylocholiny (nAchR), gdzie naśladuje wiązanie naturalnego ligandu receptora , acetylocholiny . Jako taka, anatoksyna-a została wykorzystana do celów leczniczych do badania chorób charakteryzujących się niskim poziomem acetylocholiny. Ze względu na wysoką toksyczność i potencjalną obecność w wodzie pitnej anatoksyna-a stanowi zagrożenie dla zwierząt, w tym ludzi. Chociaż istnieją metody wykrywania i uzdatniania wody, naukowcy wezwali do dalszych badań w celu poprawy niezawodności i skuteczności. Anatoksyny-a nie należy mylić z guanitoksyną (dawniej anatoksyna-a(S)), inną silną cyjanotoksyną, która ma podobny mechanizm działania do mechanizmu działania anatoksyny-a i jest wytwarzana przez wiele z tych samych rodzajów sinic, ale jest strukturalnie niepowiązane.

Historia

Anatoksyna-a została po raz pierwszy odkryta przez PR Gorham na początku lat 60. XX wieku, po tym, jak kilka stad bydła padło w wyniku picia wody z jeziora Saskatchewan w Ontario w Kanadzie, która zawierała toksyczne zakwity glonów . Został wyizolowany w 1972 roku przez JP Devlina z cyjanobakterii Anabaena flos-aquae .

Występowanie

Anatoxin-a to neurotoksyna wytwarzana przez wiele rodzajów sinic słodkowodnych, które występują w zbiornikach wodnych na całym świecie. Wiadomo, że niektóre cyjanobakterie słodkowodne tolerują sól, dlatego możliwe jest znalezienie anatoksyny-a w ujściach rzek lub innych środowiskach zasolonych. Zakwity cyjanobakterii, które wytwarzają anatoksynę-a wśród innych cyjanotoksyn, zwiększają częstotliwość z powodu rosnących temperatur, stratyfikacji i eutrofizacji z powodu spływu składników odżywczych. Te ekspansywne cyjanobakterie szkodliwe zakwity glonów , znane jako cyjanoHAB, zwiększają ilość cyjanotoksyn w otaczającej wodzie, zagrażając zdrowiu zarówno organizmów wodnych, jak i lądowych. Niektóre gatunki cyjanobakterii, które wytwarzają anatoksynę-a, nie wytwarzają zakwitów wód powierzchniowych, ale zamiast tego tworzą bentosowe maty. Wiele przypadków śmierci zwierząt związanych z anatoksyną miało miejsce w wyniku spożycia oderwanych bentosowych mat sinicowych, które zostały wyrzucone na brzeg.

Cyjanobakterie wytwarzające anatoksynę-a znaleziono również w glebie i roślinach wodnych. Anatoxin-a dobrze sorbuje w miejscach naładowanych ujemnie w glebach gliniastych, bogatych w substancje organiczne i słabo w glebach piaszczystych. W jednym badaniu stwierdzono zarówno związaną, jak i wolną anatoksynę-a w 38% roślin wodnych pobranych z 12 zbiorników w Nebraskan, przy znacznie częstszym występowaniu związanej anatoksyny-a niż wolnej.

Badania eksperymentalne

W 1977 Carmichael, Gorham i Biggs eksperymentowali z anatoksyną-a. Wprowadzili toksyczne kultury A. flos-aquae do żołądków dwóch młodych cieląt płci męskiej i zaobserwowali, że drgawki mięśniowe i utrata koordynacji następowały w ciągu kilku minut, podczas gdy śmierć z powodu niewydolności oddechowej następowała od kilku minut do kilku godzin . Ustalili również, że długie okresy sztucznego oddychania nie pozwalają na zajście detoksykacji i wznowienie naturalnego funkcjonowania nerwowo-mięśniowego. Na podstawie tych eksperymentów obliczyli, że doustna minimalna dawka śmiertelna (MLD) (alg, a nie cząsteczki anatoksyny) dla cieląt wynosi około 420 mg/kg masy ciała.

W tym samym roku Devlin i współpracownicy odkryli bicykliczną strukturę drugorzędowej aminy anatoksyny-a. Przeprowadzili także eksperymenty podobne do tych, które przeprowadzili Carmichael i in. na myszach. Odkryli, że anatoksyna-a zabija myszy 2-5 minut po wstrzyknięciu dootrzewnowym poprzedzonym drgawkami, skurczami mięśni, paraliżem i zatrzymaniem oddechu, stąd nazwa Very Fast Death Factor. Ustalili, że LD50 dla myszy wynosi 250 µg/kg masy ciała.

Eksperymenty elektrofizjologiczne przeprowadzone przez Spivak et al. (1980) na żabach wykazali, że anatoksyna-a jest silnym agonistą typu mięśniowego (α1 ) 2βγδ nAChR . Anatoksyna-a wywołała depolaryzującą blokadę nerwowo-mięśniową, przykurcz mięśnia prostego brzucha żaby, depolaryzację mięśnia krawieckiego żaby, odczulanie i zmianę potencjału czynnościowego. Później Thomas i wsp., (1993) poprzez swoją pracę z kurczęcymi podjednostkami α 4 β 2 nAChR eksprymowanymi na mysich komórkach M 10 i kurczakiem α 7 nAChR eksprymowanym w oocytach z Xenopus laevis wykazali, że anatoksyna-a jest również silnym agonistą neuronalny nAChR.

Toksyczność

Efekty

Badania laboratoryjne na myszach wykazały, że charakterystyczne skutki ostrego zatrucia anatoksyną-a poprzez wstrzyknięcie dootrzewnowe obejmują drżenie mięśni , drżenie, zataczanie się, sapanie, porażenie oddechowe i śmierć w ciągu kilku minut. Danio pręgowany wystawiony na działanie anatoksyny - zanieczyszczonej wody miał zmienione tętno.

Zdarzały się przypadki nieśmiercionośnych zatruć u ludzi, którzy spożyli wodę ze strumieni i jezior zawierających różne rodzaje sinic zdolnych do wytwarzania anatoksyny-a. Skutki zatrucia nieśmiercionośnego dotyczyły głównie przewodu pokarmowego: nudności, wymiotów, biegunki i bólu brzucha. W Wisconsin odnotowano przypadek śmiertelnego zatrucia po tym, jak nastolatek wskoczył do stawu skażonego sinicami.

Drogi narażenia

Doustny

Spożycie wody pitnej lub wody rekreacyjnej zanieczyszczonej anatoksyną-a może mieć śmiertelne konsekwencje, ponieważ w badaniach na zwierzętach stwierdzono, że anatoksyna-a jest szybko wchłaniana przez przewód pokarmowy. Odnotowano dziesiątki przypadków śmierci zwierząt w wyniku spożycia anatoksyny – zanieczyszczonej wody z jezior lub rzek, podejrzewa się również, że była ona przyczyną śmierci jednego człowieka. Jedno z badań wykazało, że anatoksyna-a jest zdolna do wiązania się z receptorami acetylocholiny i wywoływania efektów toksycznych przy stężeniach w zakresie nanomolowym (nM) w przypadku spożycia.

Skórny

Narażenie przez skórę jest najbardziej prawdopodobną formą kontaktu z cyjanotoksynami w środowisku. Wiadomo, że rekreacyjna ekspozycja na wody rzek, strumieni i jezior zanieczyszczone zakwitami glonów powoduje podrażnienia skóry i wysypki. Pierwsze badanie, w którym oceniano cytotoksyczne działanie anatoksyny-a in vitro na proliferację i migrację ludzkich komórek skóry , wykazało, że anatoksyna-a nie wywierała żadnego wpływu przy stężeniu 0,1 µg/ml lub 1 µg/ml, a słaby efekt toksyczny przy stężeniu 10 µg/ml dopiero po dłuższym okresie kontaktu (48 godzin).

Inhalacja

Obecnie nie są dostępne żadne dane na temat toksyczności inhalacyjnej anatoksyny-a, chociaż u narciarza wodnego wystąpiła ciężka niewydolność oddechowa po wdychaniu aerozolu wodnego zawierającego inną neurotoksynę sinicową, saksytoksynę . Możliwe, że wdychanie aerozolu wodnego zawierającego anatoksynę-a może mieć podobne konsekwencje.

Mechanizm toksyczności

Anatoksyna-a jest agonistą zarówno neuronalnych receptorów nikotynowych acetylocholiny α 4 β 2, jak i α 4 obecnych w OUN, jak również nAchR typu mięśniowego (α 1 ) 2 βγδ, które są obecne w połączeniu nerwowo-mięśniowym . (Anatoksyna-a ma powinowactwo do tych receptorów mięśniowych, które jest około 20 razy większe niż acetylocholina ) . Jednak cyjanotoksyna ma niewielki wpływ na muskarynowe receptory acetylocholiny ; ma 100-krotnie mniejszą selektywność dla tego typu receptorów niż dla nAchR. Anatoxin-a wykazuje również znacznie mniejszą siłę działania w OUN niż w połączeniach nerwowo-mięśniowych. W neuronach hipokampa i pnia mózgu do aktywacji nAchR potrzebne było od 5 do 10 razy większe stężenie anatoksyny-a, niż było to wymagane w PNS.

W normalnych warunkach acetylocholina wiąże się z nAchR w postsynaptycznej błonie neuronalnej, powodując zmianę konformacyjną w zewnątrzkomórkowej domenie receptora, co z kolei otwiera pory kanału. Dzięki temu jony Na + i Ca 2+ mogą przedostać się do neuronu, powodując depolaryzację komórki i indukując generowanie potencjałów czynnościowych , co pozwala na skurcz mięśnia. Neuroprzekaźnik acetylocholiny dysocjuje następnie od nAchR, gdzie jest szybko rozkładany na octan i cholinę przez acetylocholinoesterazę .

Wpływ anatoksyny-a na nikotynowe receptory acetylocholiny na złączu nerwowo-mięśniowym

Anatoksyna-a wiążąca się z tymi nAchR powoduje takie same efekty w neuronach. Jednak wiązanie anatoksyny-a jest nieodwracalne , a kompleks anatoksyna-a nAchR nie może być rozkładany przez acetylocholinoesterazę . W ten sposób nAchR jest tymczasowo zablokowany w pozycji otwartej i po pewnym czasie zostaje odczulony. W tym odczulonym stanie nAchR nie przepuszczają już kationów, co ostatecznie prowadzi do zablokowania przekaźnictwa nerwowo-mięśniowego .

Dwa enancjomery anatoksyny-a, dodatni enancjomer , (+)-anatoksyna-a, są 150 razy silniejsze niż syntetyczny ujemny enancjomer, (-)-anatoksyna-a. Dzieje się tak dlatego, że (+)-anatoksyna-a, konformacja scis enonu , ma odległość 6,0 Å między swoim azotem a grupą karbonylową , co dobrze odpowiada odległości 5,9 Å, która oddziela azot i tlen w acetylocholinie.

Zatrzymanie oddychania , które skutkuje brakiem dopływu tlenu do mózgu, jest najbardziej ewidentnym i śmiertelnym efektem działania anatoksyny-a. Zastrzyki myszom, szczurom, ptakom, psom i cielętom śmiertelnymi dawkami anatoksyny-a wykazały, że śmierć jest poprzedzona sekwencją drżenia mięśni , zmniejszoną ruchomością, zapaścią, nadmiernym oddychaniem brzusznym, sinicą i konwulsjami . U myszy anatoksyna-a również poważnie wpływała na ciśnienie krwi i częstość akcji serca oraz powodowała ciężką kwasicę .

Przypadki toksyczności

Od czasu jej odkrycia zgłoszono wiele przypadków śmierci dzikich zwierząt i zwierząt gospodarskich z powodu anatoksyny-a. Śmiertelne wypadki psów domowych spowodowane przez cyjanotoksynę, jak określono na podstawie analizy zawartości żołądka, zaobserwowano na Dolnej Wyspie Północnej w Nowej Zelandii w 2005 r., we wschodniej Francji w 2003 r., w Kalifornii w Stanach Zjednoczonych w 2002 i 2006 r., w Szkocji w 2003 r. 1992, w Irlandii w 1997 i 2005, w Niemczech w 2017 i 2020. W każdym przypadku psy zaczęły wykazywać konwulsje mięśni w ciągu kilku minut i padły w ciągu kilku godzin. W Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Finlandii od 1980 r.

Flamingi nad jeziorem Bogoria

Szczególnie interesującym przypadkiem zatrucia anatoksyną-a jest przypadek flamingów mniejszych nad jeziorem Bogoria w Kenii . Cyjanotoksyna, którą zidentyfikowano w żołądkach i odchodach ptaków, zabiła około 30 000 flamingów w drugiej połowie 1999 roku i nadal co roku powoduje masowe ofiary śmiertelne, niszcząc populację flamingów. Toksyna jest wprowadzana do ptaków przez wodę zanieczyszczoną zbiorowiskami sinic, które powstają z gorących źródeł w dnie jeziora.

Synteza

Synteza laboratoryjna

Cykliczna ekspansja tropanów

Pierwszą biologicznie występującą substancją wyjściową do ekspansji tropanu w anatoksynę-a była kokaina , która ma podobną stereochemię do anatoksyny-a. Kokaina jest najpierw przekształcana w endo-izomer cyklopropanu, który jest następnie rozszczepiany fotolitycznie w celu uzyskania alfa, beta nienasyconego ketonu. Dzięki zastosowaniu azodikarboksylanu dietylu keton jest demetylowany i powstaje anatoksyna-a. Podobny, nowszy szlak syntezy obejmuje wytwarzanie 2-tropinonu z kokainy i traktowanie produktu chloromrówczanem etylu, w wyniku czego powstaje bicykliczny keton. Produkt ten łączy się z trimetylosililodiazylometanem, glinoorganicznym kwasem Lewisa i eterem trimetylosynyloenolowym w celu wytworzenia tropinonu. Ta metoda obejmuje kilka kolejnych etapów, w wyniku których powstają użyteczne półprodukty, a także anatoksyna-a jako produkt końcowy.

Cocaine, a precursor for anatoxin-a synthesis.
Kokaina, prekursor syntezy anatoksyny-a

Cyklizacja cyklooktenów

Pierwsze i najszerzej zbadane podejście stosowane do syntezy anatoksyny-a in vitro, cyklizacja cyklooktenu, obejmuje 1,5-cyklooktadien jako jego początkowe źródło. Ta substancja wyjściowa jest poddawana reakcji z wytworzeniem metyloaminy i łączona z kwasem podbromawym z wytworzeniem anatoksyny-a. Inna metoda opracowana w tym samym laboratorium wykorzystuje aminoalkohol w połączeniu z octanem rtęci (II) i borowodorkiem sodu. Produkt tej reakcji został przekształcony w alfa, beta keton i utleniony azodikarboksylanem etylu, tworząc anatoksynę-a.

Enancjoselektywna strategia enolizacji

Ta metoda wytwarzania anatoksyny-a była jedną z pierwszych zastosowanych, która nie wykorzystuje chimerycznie analogicznej substancji wyjściowej do tworzenia anatoksyny. Zamiast tego stosuje się racemiczną mieszaninę 3-tropinonu z chiralną zasadą amidku litu i dodatkowymi reakcjami rozszerzania pierścienia w celu wytworzenia ketonu pośredniego. Dodanie związku miedzioorganicznego do ketonu daje pochodną triflatu enolu, którą następnie poddaje się lizie wodorowej i działaniu środka odbezpieczającego w celu wytworzenia anatoksyny-a. Podobne strategie zostały również opracowane i wykorzystane przez inne laboratoria.

Wewnątrzcząsteczkowa cyklizacja jonów iminiowych

Cyklizacja jonów iminiowych wykorzystuje kilka różnych ścieżek do tworzenia anatoksyny-a, ale każda z nich wytwarza i postępuje wraz z jonem pirolidynowo-iminowym. Główne różnice w każdym szlaku dotyczą prekursorów użytych do wytworzenia jonu imu i całkowitej wydajności anatoksyny-a na końcu procesu. Te oddzielne szlaki obejmują wytwarzanie soli alkiloiminowych, soli acyloiminowych i soli tosyloiminowych.

metateza enyny

Metateza enyny anatoksyny-a obejmuje zastosowanie mechanizmu zamykania pierścienia i jest jednym z nowszych postępów w syntezie anatoksyny-a. We wszystkich metodach obejmujących ten szlak kwas piroglutaminowy jest stosowany jako materiał wyjściowy w połączeniu z katalizatorem Grubba. Podobnie jak w przypadku cyklizacji iminiowej, pierwsza próba syntezy anatoksyny-a przy użyciu tego szlaku wykorzystywała 2,5-cis-pirolidynę jako związek pośredni.

Biosynteza

Anatoksyna-a jest syntetyzowana in vivo w gatunku Anabaena flos aquae , jak również w kilku innych rodzajach cyjanobakterii. Anatoksyna-a i pokrewne struktury chemiczne są wytwarzane przy użyciu octanu i glutaminianu. Dalsza redukcja enzymatyczna tych prekursorów prowadzi do powstania anatoksyny-a. Homoanatoxin, podobna substancja chemiczna, jest wytwarzana przez Oscillatoria formosa i wykorzystuje ten sam prekursor. Jednak homoanatoksyna ulega addycji metylu przez S-adenozylo-L_metioninę zamiast addycji elektronów, co daje podobny analog. Biosyntetyczny klaster genów (BGC) dla anatoksyny-a został opisany w Oscillatoria PCC 6506 w 2009 roku.

Stabilność i degradacja

Anatoksyna-a jest niestabilna w wodzie i innych warunkach naturalnych, aw obecności światła UV ulega fotodegradacji , przekształcając się w mniej toksyczne produkty dihydroanatoksyna-a i epoksyanatoksyna-a. Fotodegradacja anatoksyny-a zależy od pH i intensywności światła słonecznego, ale jest niezależna od tlenu, co wskazuje, że degradacja pod wpływem światła nie zachodzi w procesie fotoutleniania.

Badania wykazały, że niektóre mikroorganizmy są zdolne do degradacji anatoksyny-a. Badanie przeprowadzone przez Kiviranta i współpracowników w 1991 roku wykazało, że rodzaj bakterii Pseudomonas był zdolny do degradacji anatoksyny-a w tempie 2-10 μg/ml dziennie. Późniejsze eksperymenty przeprowadzone przez Rapala i współpracowników (1994) potwierdziły te wyniki. Porównali wpływ sterylizowanych i niesterylizowanych osadów na degradację anatoksyny-a w ciągu 22 dni i stwierdzili, że po tym czasie fiolki z wysterylizowanymi osadami wykazywały podobne poziomy anatoksyny-a jak na początku eksperymentu, podczas gdy fiolki z niesterylizowanym osadem wykazały spadek o 25-48%.

Wykrycie

Istnieją dwie kategorie metod wykrywania anatoksyny-a. Metody biologiczne obejmowały podawanie próbek myszom i innym organizmom częściej stosowanym w testach ekotoksykologicznych, takim jak krewetki solankowe ( Artemia salina ), larwy słodkowodnego skorupiaka Thamnocephalus platyurus i różne larwy owadów. Problemy z tą metodologią obejmują niemożność ustalenia, czy to anatoksyna-a, czy inna neurotoksyna powoduje wynikające z tego zgony. Do takich badań potrzebne są również duże ilości materiału próbki. Oprócz metod biologicznych naukowcy wykorzystali chromatografię do wykrycia anatoksyny-a. Jest to skomplikowane ze względu na szybką degradację toksyny i brak dostępnych na rynku standardów dla anatoksyny-a.

Zdrowie publiczne

Pomimo stosunkowo niskiej częstości anatoksyny-a w porównaniu z innymi cyjanotoksynami, jej wysoka toksyczność (dawka śmiertelna nie jest znana dla człowieka, ale szacuje się, że wynosi mniej niż 5 mg dla dorosłego mężczyzny) sprawia, że ​​nadal jest uważana za poważne zagrożenie dla organizmów lądowych i wodnych, w szczególności dla zwierząt gospodarskich i ludzi. Podejrzewa się, że Anatoxin-a był zamieszany w śmierć co najmniej jednej osoby. Zagrożenie ze strony anatoksyny-a i innych cyjanotoksyn rośnie, ponieważ zarówno spływ nawozów, co prowadzi do eutrofizacji w jeziorach i rzekach, jak i wyższe globalne temperatury przyczyniają się do większej częstotliwości i rozpowszechnienia zakwitów sinic.

Przepisy wodne

Światowa Organizacja Zdrowia w 1999 r. i EPA w 2006 r. doszły do ​​wniosku, że nie ma wystarczających danych dotyczących toksyczności anatoksyny-a, aby ustalić formalny tolerowany dzienny poziom spożycia (TDI), chociaż niektóre miejsca wdrożyły własne poziomy.

Stany Zjednoczone

Zalecane poziomy wody pitnej

Anatoxin-a nie podlega przepisom ustawy o bezpiecznej wodzie pitnej , ale stany mogą tworzyć własne standardy dotyczące zanieczyszczeń, które nie są regulowane. Obecnie istnieją cztery stany, które ustaliły zalecane poziomy wody pitnej dla anatoksyny-a, jak pokazano w poniższej tabeli. W dniu 8 października 2009 r. EPA opublikowała trzecią listę kandydacką substancji zanieczyszczających wodę pitną (CCL), która zawierała anatoksynę-a (między innymi cyjanotoksyny), wskazując, że anatoksyna-a może być obecna w publicznych systemach wodnych, ale nie jest regulowana przez EPA. Obecność Anatoxin-a na CCL oznacza, że ​​w przyszłości może zajść potrzeba uregulowania jej przez EPA, w oczekiwaniu na dalsze informacje na temat jej wpływu na zdrowie ludzi.

Doradcze poziomy wody pitnej
Państwo Stężenie (µg/L)
Minnesota 0,1
Ohio 20
Oregon 0,7
Vermont 0,5
Zalecane poziomy wody rekreacyjnej

W 2008 roku stan Waszyngton wdrożył zalecany rekreacyjny poziom anatoksyny-a wynoszący 1 µg/l, aby lepiej zarządzać zakwitami glonów w jeziorach i chronić użytkowników przed narażeniem na zakwity.

Kanada

W kanadyjskiej prowincji Québec maksymalna dopuszczalna wartość dla wody pitnej dla anatoksyny-a wynosi 3,7 µg/l.

Nowa Zelandia

W Nowej Zelandii maksymalna dopuszczalna wartość anatoksyny-a w wodzie pitnej wynosi 6 µg/l.

Uzdatnianie wody

Na razie nie ma oficjalnego zalecanego poziomu dla anatoksyny-a, chociaż naukowcy szacują, że poziom 1 μg l- 1 byłby wystarczająco niski. Podobnie nie ma oficjalnych wytycznych dotyczących testowania anatoksyny-a. Wśród metod zmniejszania ryzyka wystąpienia cyjanotoksyn, w tym anatoksyny-a, naukowcy przychylnie patrzą na biologiczne metody oczyszczania, ponieważ nie wymagają skomplikowanej technologii, są łatwe w utrzymaniu i mają niskie koszty eksploatacji. zidentyfikowano gatunek Pseudomonas , zdolny do biodegradacji anatoksyny-a z szybkością 2-10 μg ml -1 d -1 . Biologiczny (granulowany) węgiel aktywny (BAC) został również przetestowany jako metoda biodegradacji, ale nie jest jednoznaczne, czy doszło do biodegradacji, czy też anatoksyna-a po prostu adsorbowała węgiel aktywny. Inni wzywali do dodatkowych badań, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak skutecznie wykorzystywać węgiel aktywny.

Metody oczyszczania chemicznego są bardziej powszechne w uzdatnianiu wody pitnej w porównaniu z oczyszczaniem biologicznym, a dla anatoksyny-a zasugerowano liczne procesy. Utleniacze , takie jak nadmanganian potasu , ozon i zaawansowane procesy utleniania ( AOP ) działały w obniżaniu poziomu anatoksyny-a, ale inne, w tym fotokataliza, fotoliza UV i chlorowanie , nie wykazały dużej skuteczności.

Bezpośrednie usuwanie cyjanobakterii w procesie uzdatniania wody poprzez uzdatnianie fizyczne (np. filtrację membranową ) jest inną opcją, ponieważ większość anatoksyny-a jest zawarta w komórkach podczas wzrostu zakwitu. Jednak anatoksyna-a jest uwalniana z cyjanobakterii do wody, gdy starzeją się i ulegają lizie, więc fizyczne traktowanie może nie usunąć całej obecnej anatoksyny-a. Należy przeprowadzić dodatkowe badania, aby znaleźć bardziej niezawodne i wydajne metody zarówno wykrywania, jak i leczenia.

Zastosowania laboratoryjne

Anatoxin-a jest bardzo silnym agonistą nikotynowego receptora acetylocholiny i jako taki był szeroko badany do celów leczniczych. Jest stosowany głównie jako sonda farmakologiczna w celu zbadania chorób charakteryzujących się niskim poziomem acetylocholiny, takich jak dystrofia mięśniowa , myasthenia gravis , choroba Alzheimera i choroba Parkinsona . Dalsze badania nad anatoksyną-a i innymi słabszymi analogami są testowane jako możliwe zamienniki acetylocholiny.

Rodzaje cyjanobakterii wytwarzających anatoksynę-a

Zobacz też

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Anatoxin-a&oldid=1131364301 ”