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冈田酸(,OA)又称冈田软海绵酸,是几种双鞭毛虫(甲藻)产生的毒素,其名字源自日本的冈田软海绵(),但有时又被译为大田软海绵酸。其在一些海绵和海贝中积累,同时也是(DSP)的主要毒素之一。其主要通过强效抑制磷酸酶引起细胞产生多种不良反应。
冈田酸是三十八碳脂肪酸的聚醚兼聚酮衍生物。冈田酸及其他复杂的聚酮类甲藻毒素的合成过程为科学家研究生命过程以及磷酸酶在细胞中起到的作用提供了很好启示。
历史
早在1961年,荷兰以及智利湖大区就有因食用煮熟的贻贝而导致的肠胃疾病报导,当时人们试图找出原因,但忽略了甲藻这一真凶而搜寻未果。此外,在日本东北部地区,流传着“贝类在泡桐花盛开的时节就变毒”的说法。此轮爆发结束后,经研究发现这些贝类在6至7月出现毒性并达到中毒爆发高峰,随后在8至10月彻底失去毒性。
在同一时期日本别处,藤泽制药公司()于1975年在冈田软海绵中提取到了一种强細胞毒素,并命名为(Halichondrine-A),随后在1981年,在冈田软海绵中和位于佛罗里达礁岛群地区的近亲隐瓜海绵()中提取到了新的同一种剧毒物质,在确认其结构后并命名为“冈田酸”。随后证实冈田酸是共生于上述两种海绵的利马原甲藻()所产生。冈田酸同时也是第一个发现的源自海洋生物的。
随后人们将冈田酸与几年前发现的另一种导致1976年日本东北部贝类中毒事件的腹泻性贝毒—(dinophysistoxin-1,DTX-1)。
合成
衍生物
冈田酸以及其类似物鳍藻毒素(DTX)均为一类名为聚酮类化合物的复杂分子,这些分子的结构中包括多个螺缩酮以及稠合醚环结构。
冈田酸以乙醇酸为初始原料,并作为分子中37和38号碳来源,然后都是通过活化的乙酰基团来延长碳链。因为其合成过程和脂肪酸合成过程相似,都是通过酮还原、脱水以及烯烃还原三个基本反应实现碳链的延长。但如果缺少三种反应中的一个或多个,再加上几种不寻常的反应就形成了冈田酸中复杂的官能团结构。α和β位的碳增加与减少则构成了冈田酸合成过程中除三种反应之外的其他转化步骤。
在Isobe法中,首先分别合成冈田酸的三个部分,即在C14-C15和C27-C28处断开产生的A、B、C三个部分。然后先将B和C结合后再与A结合,就得到完整的冈田酸。全程共计106步,为54步。且三个部分均从葡萄糖衍生物的得到。对于结构中的螺缩酮,则是由酮二醇前体在酸中加热反应得到。
Forsyth法和前者类似,都是先分别得到冈田酸结构部分,最后在组装成冈田酸。但Forsyth法用到的步数更少,并且衍生物可设计性更强。其设计的方法可允许结构部分在最终合体前结构发生改变,也可以引入重要的官能团在合体后进行后续修饰。总体下来,总收率为3%,最长线性步骤为26步。而且其螺缩酮结构也是在酸中加热得到。一旦冈田酸与磷酸酶结合,就会导致患病细胞内特定蛋白质的过度磷酸化(如Tau蛋白),进而降低对细胞对钠离子分泌和溶质通透性的控制。在冈田酸和其衍生物对PP2A结合能力的测试结果中,仅有一种衍生物结合力很低,可见这类化合物对PP2A结合能力之强。但鳍藻毒素-1结合力更强,是前者的1.6倍。中毒症状包括水样型腹泻和严重腹痛,罕见的还会出现恶心呕吐症状,而且症状往往在食用后0.5-12小时之内出现。成年人约摄入40 μg冈田酸就会引起腹泻。此外,在小鼠皮肤的两阶段致癌测试过程中,冈田酸和其衍生物已被证明具有促癌作用。正因如此,人们已经研究了冈田酸对阿尔茨海默症、艾滋病、糖尿病和其他疾病的影响。
注释
参考文献
延伸阅读
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