Gabaculin – přírodní neurotoxin a fytotoxin
Jiří Patočka
Gabaculin (3-amino-2,3-dihydrobenzoová kyselina) je přírodní nízkomolekulární látka nalezná jako sekundární metabolit bakterie Streptomyces toyocaenis. Je konformačně stabilním analogem kyseliny gama-aminomálselné (GABA) a zasahuje do metabolismu tohoto inhibičnímo mediátoru nervového vzruchu (Allan et al., 1977). U živočichů se chová jako neurotoxin a u rostlin jako fytotoxin.
Podání gabaculinu živočichům způsobí dramatické zvýšení mozkové GABA a má za následek významné změny v chování zvířat (Matsui a Kamioka, 1978). Gabaculin inhibuje transaminázu kyseliny alfa-ketoglutarové (Rando a Bangerter, 1976; Matsui a Deguchi, 1977) a celý komplex dalších aminotransferáz (Wood et al., 1979). Akutní toxicita gabaculinu (LD50) pro myš při intraperitoneálním podání je 24 mg/kg a při podání orálním 43 mg/kg (Berdy, 1980).
Gabaculin je látka, jejíž biologické účinky lze pozorovat také u rostlin. U nich tento neurotoxin inhibuje zejména syntézu chlorofylu (May et al., 1987) a rostlinných fytochromů (Gardner a Gorton, 1985). Zásah gabaculinu do metabolismu rostlin je ale mnohem širší (Houghton et al, 1988; Alonso a Rubio, 1989; Tchuinmogne et al., 1989) a proto je tento toxin užitečným nástrojem pro studium biochemismu rostlin (Drazic a Bogdanovic, 2000; Demko et al., 2010).
Literatura
Allan RD, Johnston GA, Twitchin B. Effects of Gabaculine on the uptake, binding and metabolism of GABA. Neurosci Lett. 1977; 4(1): 51-54.
Alonso E, Rubio V. Participation of ornithine aminotransferase in the synthesis and catabolism of ornithine in mice. Studies using gabaculine and arginine deprivation. Biochem J. 1989; 259(1): 131-138.
Berdy J. CRC Handbook of Antibiotic Compounds, Vol. 1, Boca Raton, FL, CRC Press, 1980.
Demko V, Pavlovic A, Hudák J. Gabaculine alters plastid development and differentially affects abundance of plastid-encoded DPOR and nuclear-encoded GluTR and FLU-like proteins in spruce cotyledons. J Plant Physiol. 2010; 167(9): 693-700.
Drazic G, Bogdanovic M. Gabaculine does not inhibit cytokinin-stimulated biosynthesis of chlorophyll in Pinus nigra seedlings in the dark. Plant Sci. 2000;154(1) :23-29.
Gardner G, Gorton HL. Inhibition of phytochrome synthesis by gabaculine. Plant Physiol. 1985; 77(3): 540-543.
Houghton JD, Turner L, Brown SB. The effect of gabaculine on tetrapyrrole biosynthesis and heterotrophic growth in Cyanidium caldarium. Biochem J. 1988; 254(3): 907-910.
Matsui Y, Deguchi T. Effects of gabaculine, a new potent inhibitor of gamma-amonobutyrate transaminase, on the brain gamma-amonobutyrate content and convulsions in mice. Life Sci. 1977; 20(7): 1291-1295.
Matsui Y, Kamioka T. The effects of elevating gamma-amino butyrate content in the substantia nigra on the behaviour of rats. Eur J Pharmacol. 1978; 50(3): 243-251.
May TB, Guikema JA, Henry RL, Schuler MK, Wong PP. Gabaculine Inhibition of Chlorophyll Biosynthesis and Nodulation in Phaseolus lunatus L. Plant Physiol. 1987; 84(4): 1309-1313.
Rando RR, Bangerter FW. The irreversible inhibition of mouse brain gamma-aminobutyric acid (GABA)-alpha-ketoglutaric acid transaminase by gabaculine. J Am Chem Soc. 1976; 98(21): 6762-6764.
Tchuinmogne SJ, Huault C, Aoues A, Balangé AP. Inhibitory effect of gabaculine on 5-aminolevulinate dehydratase activity in radish seedlings. Plant Physiol. 1989; 90(4): 1293-1297.
Wood JD, Kurylo E, Tsui D. Inhibition of aminotransferase enzyme systems by gabaculine. Neurosci Lett. 1979; 14(2-3): 327-331.
