Антимицин А: Қасиеттері, қолданылуы және токсикологиясы
Antimycin A
Антимицин А – Streptomyces бактериясының өнімі, балықтарға улы химиялық зат. Fintrol құрамында болады, балық шаруашылығында қолданылады. Қауіпті пестицид.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Антимицин А (дәлірек айтқанда, Антимицин А1б) – Streptomyces бактериясының өндіретін екіншілік метаболиті және антимициндер деп аталатын байланысты қосылыстар тобының мүшесі. Антимицин А АҚШ-та АҚШ-тың Төтенше жағдайларды жоспарлау және қоғамдық хабардар ету құқығы туралы заңының 302-бабында (42 USC 11002) белгіленгендей, өте қауіпті зат ретінде жіктеледі және оны маңызды көлемде өндіретін, сақтайтын немесе пайдаланатын мекемелерге қатаң есеп беру талаптары қолданылады.
Antimycin A (more exactly Antimycin A1b) is a secondary metabolite produced by Streptomyces bacteria and a member of a group of related compounds called antimycins. Antimycin A is classified as an extremely hazardous substance in the United States, as defined in Section 302 of the U. S. Emergency Planning and Community Right to Know Act (42 U. S. C. 11002), and is subject to strict reporting requirements by facilities which produce, store, or use it in significant quantities.
Қолдану
Антимицин А – Fintrol құрамындағы белсенді зат, ол балық шаруашылығын басқаруда қолданылатын химиялық балық уы (балыққа зиянды зат). Антимицин А алғаш рет 1945 жылы табылып, 1960 жылы балықтарға уытты зат ретінде пайдалануға тіркелді. Fintrol® – қазіргі уақытта тіркелген Антимицин А-ны қамтитын жалғыз препарат және су токсикалық әсері мен оны қолдану үшін арнайы білімді талап етуі себепті қолдану шектеулі пестицид ретінде жіктеледі. 1993 жылы АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігіне бірнеше токсикологиялық зерттеулер ұсынылып, оның уыттылығы анықталды. Бұл реакцияның тежелуі митохондрияның ішкі мембранасындағы протондық градиенттің қалыптасуын бұзады. Протондық градиент болмағандықтан протондар АТФ-синтетаза кешені арқылы өте алмайды, нәтижесінде АТФ өндірісі тежеледі. Бұл тежеудің салдарынан уытты бос радикал – супероксид пайда болады. Антимицин А қатысқанда супероксид өндірісінің жылдамдығы оттегі деңгейіне гиперболалық тәуелділікте болады. Митохондриялық тыныс алу тежелген жасушаларда супероксид өндірісінің жылдамдығы, оны залалсыздандыруға арналған жасушалық механизмдерден асып, жасушаны жойып, оның өліміне алып келеді. Сондай-ақ, ферредоксин-хинон редуктаза жолы арқылы фотосинтез жүйелеріндегі циклдық электрон ағынын тежейтіні анықталды. Цианид электрон тасымалдау тізбегін тоқтатуға бағытталған болса, Антимицин А мен цианид әртүрлі механизмдер арқылы әрекет етеді. Цианид темірдің байланысатын орнына жақын белокқа байланысып, оттектің байланысуына кедергі келтіреді. Бұл жасуша тынысының толық тоқтауына, демек жасушаның өліміне әкеледі. Антимицин А электрон тасымалдау тізбегіндегі нақты белокқа байланысқандықтан, оның уыттылығы убихинолдың түрлерге тән ерекшеліктеріне байланысты түрлерге қарай өзгеруі мүмкін. Осы себепті Fintrol коммерциялық шаруашылықта таңдамалы жою құралы ретінде қолданылады. Саңырауқұлақ өсіретін аттин құмырсқалары өздерінің саңырауқұлақ шаруашылығында симбиоздық Streptomyces бактериялары өндіретін антимициндерді емес культивацияланған (яғни патогенді) саңырауқұлақтарды тежеу үшін пайдаланады. Осы симбиоздық Streptomyces бактерияларын зерттейтін ғалымдар тобы жақында антимициндердің биосинтездік гендер кластерін анықтады, бұл қосылыстар 60 жыл бұрын анықталғанмен бұрын белгісіз болған. Антимициндер гибридтік поликетид синтетаза (PKS) / рибосомаға тәуелді емес пептид синтетаза (NRPS) арқылы синтезделеді.
Antimycin A is the active ingredient in Fintrol, a chemical piscicide (fish poison) used in fisheries management. Antimycin A was first discovered in 1945 and registered for use as a fish toxicant in 1960. Fintrol ® is the only currently registered product containing Antimycin A and is classified as a restricted use pesticide because of its aquatic toxicity and requirement for highly specialized training in order to use it. In 1993, several toxicology studies were submitted to the United States Environmental Protection Agency yielding its toxicity. The inhibition of this reaction disrupts the formation of the proton gradient across the inner membrane of the mitochondria. The production of ATP is subsequently inhibited, as protons are unable to flow through the ATP synthase complex in the absence of a proton gradient. This inhibition also results in the formation of the toxic free radical superoxide. In presence of antimycin A the dependence of the superoxide production rate on oxygen level is hyperbolic. In cultured cells at the background of mitochondrial respiration inhibition, the rate of superoxide production exceeds the cellular mechanisms to scavenge it, overwhelming the cell and leading to cell death. It has also been found to inhibit the cyclic electron flow within photosynthetic systems along the proposed ferredoxin quinone reductase pathway. Although cyanide acts to block the electron transport chain, Antimycin A and cyanide act in different mechanisms. Cyanide binds a site in neighboring protein where iron normally binds, preventing oxygen from binding at all. This prevents cellular respiration completely leading to cell death. Because Antimycin A binds to a specific protein in the electron transport chain, its toxicity can be highly species dependent because of subtle species specific differences in ubiquinol. This is why Fintrol can be used a selective killing agent in commercial farming. Fungus growing attine ants have been shown to use antimycins produced by symbiotic Streptomyces bacteria in their fungiculture, to inhibit non cultivar (i. e. pathogenic) fungi. One research group studying these symbiotic Streptomyces bacteria recently identified the biosynthetic gene cluster for antimycins, which was unknown despite the compounds themselves being identified 60 years ago. Antimycins are synthesised by a hybrid polyketide synthase (PKS)/non ribosomal peptide synthase (NRPS).