Pinnatoxiny a pteriatoxiny: nové toxiny ústřic

Jiří Patočka

     V okolí největšího zálivu japonského ostrova Kjúšu, známého jako moře Ariake, jsou poměrně časté alimentární otravy ústřicemi druhu Pinna (Atrina) pectinata (Zheng et al. 1990). Důvod těchto otrav zůstával dlouho nejasný. V roce 1995 zjistila skupina japonských výzkumníků vedená Dr. Uemurou, že extrakt z této ústřice obsahuje neznámý jed, který aktivuje kalciové kanály neuronů a podařilo se jim izolovat biologicky aktivní látku (Uemura et al. 1995; Chou et al. 1996a). Tímto neznámým neurotoxinem byla skupina chemicky podobných cyklických spiroketalů dosud neznámé struktury. Celkem byly identifikovány 4 látky, pinatoxiny (PnTX) A, B, C a D. PnTX byly nalezeny i v dalších ústřicích z okolí Okinawy, např. v P. muricata nebo P. attenuata, které byly také jedovaté. Z jiné jedovaté ústřice z této oblasti, Pteria penguin, byly izolovány analogy PnTX, zvané pteriatoxiny (PtTX) (Kita a Uemura 2006). Dosud jsou známy tři druhy PtTX – A, B a C (Hao et al. 2006). PnTX a PtTX se liší jen substituenty na uhlíku 33 a stereoisomerií na uhlíku 35 postranního řetězce. PtTX mají ve své molekule navíc atom síry, který je součástí aminokyseliny cysteinu. Všechny látky se již podařilo připravit synteticky v laboratoři (McCauley et al. 1998, Sakamoto et al. 2004, Matsuura et al. 2006, Stivala a Zakarian 2008).

     Původ těchto jedovatých látek není znám, ale je tomu podobně jako u jiných mořských mlžů. Jed pochází z potravy, nejčastěji fytoplanktonu, který mlži filtrují z vody. Dominantními složkami fytoplanktonu jsou řasy a sinice (cyanobakterie) a někteří fotosyntetizující prvoci. Všechny druhy fytoplanktonu, zejména však sinice, jsou producenty mnoha jedů, často velmi účinných. Za toxicitu ústřic P. pectinata jsou zřejmě zodpovědné obrněnky (dinoflagellata) (Takada et al. 2001). Jejich jed ale ústřici nezahubí. Ukládá se však v jejich těle a ústřice se tak stává sekundárně toxickou pro predátory, včetně člověka.
     Nejedovatý živočich se tak v krátké době může změnit na jedovatého a předvídat tyto změny je obtížné až nemožné. Produkce jedu u organismů tvořících mořský plankton je sezónní a dosud ne zcela prokoumanou záležitostí. Alimentární otravy v oblastech, kde mořské plody jsou na jídelníčku běžné, se objevují náhle, často postihnou velké množství lidí a jsou relativně časté (Kita a Uemura 2006).
        Toxicita pinnatoxinů je vysoká, srovnatelná s tetrodotoxinem (Chou et al. 1996b). Nejjedovatější jsou pinnatoxiny B a C, jejich LD₅₀ pro myš při i. m. podání je 50 μg.kg-1 (Takada et al. 2001). PnTX a PtTX rozšiřují množství známých fykotoxinů (Hrdina et al. 2008) ohrožujících zdraví a životy lidí o další nebezpečné látky, podobně jako např. také relativně nedávno objevené azaspiracidy (Hrdina et al. 2005; Patočka et al. 2005).

Literatura
Hao J, Matsuura F, Kishi Y, Kita M, Uemura D, Asai N, Iwashita T. Stereochemistry of pteriatoxins A, B, and C. J Am Chem Soc 2006 ;128: 7742-7743.
Hrdina V, Měrka V, Patočka J, Hrdina R. Fykotoxiny a některé méně známé toxiny mořského původu. Voj Zdrav listy 2008; 77: 110-122. http://www.pmfhk.cz/VZL/VZL3_2008/07-Hrdina.pdf
Hrdina V, Patočka J, Měrka V, Hrdina R. Azaspiracid – nový biotoxin. Voj Zdrav Listy 2005; 74: 172-174. http://www.pmfhk.cz/VZL/VZL5_6_2005/007-Hrdina.pdf
Chou T, Haino T, Kuramoto M, Uemura D. Isolation and structure of pinnatoxin D a new shlellfish poison from the Okinawan bivalve Pinna muricata. Tetrahedron Lett 1996a; 37: 4027-4030.
Chou T, Kamo O, Uemura D. Relative stereochemistry of pinnatoxin A a potent shellfish poison from Pinna muricata. Tetrahedron Lett 1996b; 37: 4023-4026.
Kita M, Uemura D. Shellfish poisons. Prog Mol Subcell Biol 2006;43:25-51.
Matsuura F, Hao J, Reents R, Kishi Y. Total synthesis and stereochemistry of pinnatoxins B and C. Org Lett 2006; 8: 3327-3330.
McCauley JA, Nagasawa K, Lander PA, Mischke SG, Semkneš MA, Kishi Y. Total synthesis of pinatoxin A. J Am Chem Soc 1998; 120: 7647-7648.
Patočka J, Hrdina V, Měrka V, Hrdina R. Azaspiracid, a new marine toxin. ASA Newsletter 2005; 110: 16–19.
Sakamoto S, Sakazaki H, Hagiwara K, Kamada K, Ishii K, Noda T, Masayuki Inoue M, Hirama M. A formal total synthesis of (+)-pinnatoxin A. Angewandte Chemie 2004; 116: 6667-6672.
Stivala CE, Zakarian A. Total synthesis of (+)-pinnatoxin A. J Am Chem Soc. 2008; 130: 3774-3776.
Takada N, Uemura N, Suenaga K, Chou T, Nagatsu A, Haino T, Yamada K, Uemura D. Pinnatoxins B and C, the most toxic components in the pinnatoxin series from the Okinawan bivalve Pinna muricata. Tetrahedron Lett 2001; 42: 3491-3494.
Uemura D, Chou T, Haino T, Nagatsu A, Fukuzawa S, Zheng SZ, Chen H. Pinnatoxin A: a Toxic amphoteric macrocycle from the Okinawan bivalve Pinna muricata. J Am Chem Soc 1995; 117: 1155-1156.
Zheng SZ, Huang FL, Chen SC, Tan XF, Zuo JB, Peng J, Xie RW. The isolation and bioactivities of pinnatoxin. Zhongguo Haiyang Yaowu (Chinese Journal of Marine Drugs) 1990; 9: 33-35.