Tamulamidy:
neurotoxické kondenzované polyethery mořské řasy Karenia brevis
Jiří
Patočka, Otakar Jiří Mika
Tamulamidy A a B jsou dva členové třídy mořských žebříčkových polyetherů (MLP). Byly izolovány v roce 2010 z mořské řasy Karenia brevis, která je podstatnou součástí tzv. rudého přílivu (red tide) v pobřežních vodách Floridy (Vargo, 2009; McHugh et al., 2011). Floridské červené přílivy se objevují jako důsledek přemnožení určitých druhů řas, což dokáže změnit barvu vody. Mnohé z těchto řas jsou také producenty četných neurotoxinů (fytotoxinů), které mohou i zabíjet (Landsberg et al., 2009). V tom spočívá nebezpečí rudého přílivu. Nejen, že se v době jeho výskytu nedoporučuje v dané oblasti lovit ryby, ale ani koupat. Fykotoxiny způsobují pocit brnění, znecitlivění, pálení rtů a jazyka. Jak se jed šíří do těla, objevuje se vyrážka, ztráta kontroly pohybu, změny v chování, obtížné dýchání, a bez vhodné léčby může nastat i smrt. Na první pohled může rudý příliv působit velmi exoticky, ale za touto neobvyklou podívanou se skrývá smrtelné nebezpečí. Aktuálně pokrývá toxická červená řasa více jak 200 km západního pobřeží Floridy (Skripnikov et al., 2021).
Florida je místem, kde dopad globálních změn klimatu a neustále rostoucího znečištění naší planety se projevuje velmi markantně. Tamní pobřeží vyplavuje mrtvá těla mořských živočichů, která otrávila toxická červená řasa K. brevis, okupující část Mexického zálivu (Vermeylen et al., 2022). Každoročně zde mořští biologové evidují uhynutí velkého počtu delfínů, kapustňáků, želv a nespočetné množství drobnějších ryb a krabů (Ferreira et al., 2022). Celkově je každodenní hmotnost uhynulých organismů odhadována na 100 tun (Kirkpatrick et al., 2004). Pláže pokryté uhynulými živočichy nejsou lákadlem ani pro místní ani pro cizí návštěvníky, a tak skomírá místní ekonomika.
K. brevis produkuje několik skupin kondenzovaných polyetherů, z nichž nejznámější a nejtoxičtější jsou brevetoxiny, jejichž neurotoxicita spočívá v aktivaci sodíkových kanálů v neuronech savců (Nakanishi, 1985). Dalšími neurotoxiny K. brevis podobného typu jsou brevenal, brevisin nebo hemibrevetoxin B (Hrdina et al., 2008). V roce 2010 byly v této řase objeveny další dva neurotoxiny obdobného typu, které byly nazvány tamulamidy (Truxal et al., 2010). Jejich molekuly mají sedm kondenzovaných kruhů, 15 stereogenních center a liší se pouze substituentem na centrálním kruhu D (tamulamid A, R = Me; tamulamid B, R = H).
Tamulamid A (MW = 638,30) a tamulamid B (MW = 624,29) byly izolovány z K. brevis kultury a jejich struktury objasněné pomocí kombinace NMR spektroskopie a hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením. Bylo zjištěno, že oba tamulamidy A a B soutěží s tritiovaným brevetoxinem-3 ([ 3H ]-PbTx-3) o jeho vazebné místo na synaptosomech mozku potkana. Na rozdíl od brevetoxinů však tamulamidy A a B nevykazovaly žádnou toxicitu pro ryby v dávkách až 200 nM a nezpůsobovaly významnou bronchokonstrikci v ovčích plicních testech (Truxal et al., 2010). Tamulamidy, jako komplikované organické sloučeniny s velkým počtem stereogenních center, se staly oblíbeným modelem organických syntéz (Kelley a Jamison, 2018, 2019).
Literatura
Ferreira JP, Bijen Saha B, Carrero GC, Kim J, Court C. Impacts of red tide in peer-to-peer accommodations: A multi-regional input-output model. Tourism Economics, 2022; 13548166211068276.
Hrdina V, Měrka V, Patočka J, Hrdina R. Fykotoxiny a některé méně známé toxiny mořského původu. MMSL, 2008; 77(3)M 110-122.
Kelley EH, Jamison TF. Synthesis of the ABC framework of tamulamides A and B. Bioorg Med Chem. 2018; 26(19): 5327-5335.
Kelley EH, Jamison TF. Synthesis of the EFG Framework of Tamulamides A and B. Org Letters, 2019; 21(19): 8027-8030.
Kirkpatrick B, Fleming LE, Squicciarini D, Backer LC, ClarkR, Abraham W, et al. Literature review of Florida red tide: implications for human health effects. Harmful Algae, 2004; 3(2): 99-115.
Landsberg JH, Flewelling LJ, Naar J. Karenia brevis red tides, brevetoxins in the food web, and impacts on natural resources: Decadal advancements. Harmful Algae, 2009; 8(4): 598-607.
McHugh KA, Allen JB, Barleycorn AA, Wells RS. Severe Karenia brevis red tides influence juvenile bottlenose dolphin (Tursiops truncatus) behavior in Sarasota Bay, Florida. Marine Mammal Science, 2011; 27(3): 622-643.
Nakanishi K. The chemistry of brevetoxins: a review. Toxicon,1985; 23(3): 473-479.
Skripnikov A, Wagner N, Shafer J, Beck M, Sherwood E, Burke M. Using localized Twitter activity to assess harmful algal bloom impacts of Karenia brevis in Florida, USA. Harmful Algae, 2021; 110, 102118.
Truxal LT, Bourdelais AJ, Jacocks H, Abraham WM, Baden DG. Characterization of tamulamides A and B, polyethers isolated from the marine dinoflagellate Karenia brevis. J Nat Prod. 2010; 73(4): 536-540.
Vargo GA. A brief summary of the physiology and ecology of Karenia brevis Davis (G. Hansen and Moestrup comb. nov.) red tides on the West Florida Shelf and of hypotheses posed for their initiation, growth, maintenance, and termination. Harmful Algae, 2009; 8(4): 573-584.
Vermeylen MK, Knowles TG, Barron HW. The influence of Lake Okeechobee discharges on Karenia brevis blooms and the effects on wildlife along the central west coast of Florida. Harmful Algae, 2022; 15: 102237.
