Введение
Химическое соединение
Майтотоксин (MTX) – это чрезвычайно мощный биотоксин, производимый динофлагеллятом Gambierdiscus toxicus. Майтотоксин оказался более чем в сто тысяч раз токсичнее нервно-паралитического вещества VX. Майтотоксин настолько силен, что было продемонстрировано, что интраперитонеальная инъекция в дозе 130 нг/кг оказалась смертельной для мышей. Свое название майтотоксин получил от рыбы Ctenochaetus striatus, относящейся к видам, вызывающим цигуатеру, и называемой "маито" на Таити, откуда майтотоксин был впервые выделен. Впоследствии было установлено, что майтотоксин фактически производится динофлагеллятом Gambierdiscus toxicus.
Механизм токсичности
Майтотоксин активирует внеклеточные кальциевые каналы, что приводит к повышению уровня цитозольных ионов Ca2+. Точная молекулярная мишень майтотоксина неизвестна, однако предполагается, что майтотоксин связывается с Ca2+ АТФазой плазменной мембраны (PMCA) и превращает ее в ионный канал, подобно тому, как палитоксин превращает Na+/K+ АТФазу в ионный канал. В конечном итоге активируется каскад некроптоза, вызывающий образование мембранных выпячиваний и, в конечном счете, лизис клеток. Майтотоксин может косвенно активировать кальцийсвязывающие протеазы кальпаин 1 и кальпаин 2, что способствует некрозу. Токсичность майтотоксина у мышей наиболее выражена для не белковых токсинов: LD50 составляет 50 нг/кг.
Молекулярная структура
Сама молекула представляет собой систему из 32 конденсированных колец. Она напоминает длинные цепи жирных кислот и примечательна тем, что является одной из самых крупных и сложных молекул, не являющихся белками или полисахаридами, производимых каким-либо организмом. Майтотоксин включает 32 эфирных кольца, 22 метильные группы, 28 гидроксильных групп и 2 сульфатных эфира, и обладает амфипатической структурой. Её структура была установлена посредством анализа с использованием ядерного магнитного резонанса в Тохокском университете, Гарвардском университете и Токийском университете в сочетании с масс-спектрометрией и методами органического синтеза. Однако Эндрю Галлимор и Джонатан Спенсер подвергли сомнению структуру маитотоксина в месте соединения одного из колец (соединение J–K), основываясь исключительно на биосинтетических соображениях и их общей модели биогенеза морских полиэфиров. К. С. Николау и Майкл Фредерик утверждают, что, несмотря на этот биосинтетический аргумент, первоначально предложенная структура все еще может быть верной. Этот вопрос остается нерешенным.
Биосинтез
Молекула образуется в природе посредством поликетидсинтазного пути. Однако, по состоянию на 2015 год, проект приостановлен из-за недостатка финансирования.