La antimicina A (más exactamente la antimicina A1b ) es un metabolito secundario producido por la bacteria Streptomyces [1] y un miembro de un grupo de compuestos relacionados llamados antimicinas . La antimicina A está clasificada como una sustancia extremadamente peligrosa en los Estados Unidos, según se define en la Sección 302 de la Ley de planificación de emergencias y derecho a la información de la comunidad de los EE. UU . guárdelo o utilícelo en cantidades significativas. [2]
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido (2 R , 3 S , 6 S , 7 R , 8 R ) -3- (3-Formamido-2-hidroxibenzamido) -8-hexil-2,6-dimetil-4,9-dioxo-1,5-dioxonano -7-ilo 3-metilbutanoato | |
Otros nombres Fintrol | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.162.279 |
Malla | Antimicina + A |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 28 H 40 N 2 O 9 | |
Masa molar | 548,633 g · mol −1 |
Peligros | |
Principales peligros | Toxico agudo |
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Peligro |
H301 , H311 , H331 | |
P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301 + 310 , P302 + 352 , P304 + 340 , P311 , P312 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , P403 + 233 , P405 , P501 | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Usar
La antimicina A es el ingrediente activo de Fintrol, un piscicida químico (veneno para peces) utilizado en la gestión pesquera .
La antimicina A se descubrió por primera vez en 1945 y se registró para su uso como tóxico para los peces en 1960. [3] Fintrol® es el único producto registrado actualmente que contiene antimicina A y está clasificado como plaguicida de uso restringido debido a su toxicidad acuática y al requisito de entrenamiento para usarlo. En 1993, se presentaron varios estudios de toxicología a la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos que arrojaron su toxicidad. [3]
Fintrol es utilizado principalmente por los gobiernos estatales y federales para eliminar especies invasoras en un área donde las especies residentes están amenazadas. Se agrega antimicina A gota a gota para alcanzar una concentración de 25 partes por mil millones. [3] Estas estaciones de goteo se utilizan típicamente río arriba en un área que es accesible para los barcos y el tráfico. En cuerpos de agua más profundos, se utiliza un mecanismo de bomba para dispersar la Antimicina A a través de una manguera perforada que se extiende a lo largo de la columna de agua.
En acuicultura , la antimicina A se utiliza como agente para mejorar la producción de bagre mediante la matanza selectiva de especies pequeñas y más sensibles. Cuando se agrega antimicina A a 25 ppb, proporciona una destrucción completa. Sin embargo, a 10 ppb, la antimicina A se usa como agente de muerte selectiva para matar especies más pequeñas o más sensibles que pueden reducir el rendimiento de la agricultura comercial.
Los productos que contienen antimicina A pueden registrarse siempre que sigan procedimientos de mitigación de riesgos. [3]
Riesgo de preocupación | Medidas de atenuación |
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Exposición por consumir agua tratada |
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Exposición por consumir pescado tratado |
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Exposición por actividades recreativas en el agua tratada |
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Exposición ocupacional |
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Cocientes de riesgo ecológico para especies no objetivo |
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Hasta la fecha no se ha utilizado en la medicina humana, aunque se exploró su posibilidad como quimioterapéutico . [3]
Mecanismo de acción
La antimicina A es un inhibidor de la respiración celular, específicamente la fosforilación oxidativa . La antimicina A se une al sitio Qi de la citocromo c reductasa , inhibiendo la oxidación de la ubiquinona en el sitio Qi del ubiquinol , interrumpiendo así el ciclo Q del recambio enzimático. También provocará la interrupción de toda la cadena de transporte de electrones. Debido a esto, no puede haber producción de ATP. La citocromo c reductasa es una enzima central en la cadena de transporte de electrones de la fosforilación oxidativa . [4] La inhibición de esta reacción interrumpe la formación del gradiente de protones a través de la membrana interna de las mitocondrias. La producción de ATP se inhibe posteriormente, ya que los protones no pueden fluir a través del complejo de ATP sintasa en ausencia de un gradiente de protones. Esta inhibición también da como resultado la formación del superóxido de radicales libres tóxico . [5] En presencia de antimicina A, la dependencia de la tasa de producción de superóxido del nivel de oxígeno es hiperbólica. [6] En las células cultivadas en el contexto de la inhibición de la respiración mitocondrial, la tasa de producción de superóxido excede los mecanismos celulares para eliminarlo, abrumando a la célula y provocando la muerte celular.
También se ha encontrado que inhibe el flujo cíclico de electrones dentro de los sistemas fotosintéticos a lo largo de la vía propuesta de la ferredoxina quinona reductasa. [7]
Aunque el cianuro actúa bloqueando la cadena de transporte de electrones, la antimicina A y el cianuro actúan en diferentes mecanismos. El cianuro se une a un sitio en la proteína vecina donde normalmente se une el hierro, evitando que el oxígeno se una en absoluto. Esto evita que la respiración celular conduzca por completo a la muerte celular. [8] Debido a que la Antimicina A se une a una proteína específica en la cadena de transporte de electrones, su toxicidad puede ser altamente dependiente de la especie debido a las sutiles diferencias específicas de la especie en el ubiquinol. Esta es la razón por la que Fintrol se puede utilizar como agente de muerte selectiva en la agricultura comercial.
Se ha demostrado que las hormigas attine que cultivan hongos utilizan antimicinas, producidas por la bacteria simbiótica Streptomyces , en su cultivo fungicida , para inhibir los hongos no cultivar (es decir, patógenos). [9] Un grupo de investigación que estudia estas bacterias Streptomyces simbióticas identificó recientemente el grupo de genes biosintéticos para las antimicinas, que era desconocido a pesar de que los compuestos mismos se identificaron hace 60 años. Las antimicinas son sintetizadas por una policétido sintasa híbrida (PKS) / péptido sintasa no ribosomal (NRPS). [10]
Toxicidad
Dosis letales
Dosis letales en especies de peces [11]
Especies | LC50 / 24 horas de exposición | LC50 / 96 horas de exposición |
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Trucha | 0,07 ppb | 0,04 ppb |
Bagre cabeza de toro negro | 200 ppb | 45 ppb |
Canal de bagres | > 10 ppb | 9 ppb |
Pez de colores | 1 ppb | |
Caracoles | 800 ppb | |
Salamandra tigre | > 1080ppb | |
Renacuajos | 45 ppb | 10 ppb |
Rana leopardo | 45 ppb | 10 ppb |
Dosis letales en mamíferos [12]
Animal | LD50 mg / kg ingerido |
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Rata | 28 |
Ratón | 25 |
Cordero | 1-5 |
Perro | > 5 |
Conejo | 10 |
Exposición humana y primeros auxilios
Exposición al agua tratada: Los efectos de la exposición humana crónica y subletal se han estimado y extrapolado a partir de estudios de toxicología murinos (= pertenecientes a roedores ). Las estimaciones en la literatura se han determinado utilizando los protocolos de evaluación de riesgos de la EPA. [13] Los estudios destinados a determinar estos niveles encontraron una concentración en ratones donde no hay "Nivel de efecto adverso observado". A partir de ahí, la EPA describe métodos para determinar una dosis de referencia (RfD), el límite superior de la sustancia que se puede consumir diariamente por el resto de la vida sin consecuencias observables. Se determinó que la RfD era 1,7 microgramos / kg / día. [14] Para un adulto adulto, que pesa alrededor de 70 kg, puede consumir de manera segura 2 litros de agua tratada a 60 ppb.
Los efectos tóxicos pueden resultar de la ingestión accidental del material. Los estudios de toxicología en animales sugieren que la exposición a menos de 40 gramos de antimicina A puede provocar efectos adversos graves para la salud del individuo. [15]
Ruta de exposición | Efecto |
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Ojo |
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Piel |
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Inhalado |
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El tratamiento se centra en aliviar los síntomas y controlar la dificultad respiratoria, el edema pulmonar , las convulsiones y el shock . [15] No se recomienda la emesis después de la ingestión debido a la posibilidad de depresión del sistema nervioso central. [16] El carbón activado se puede administrar en 240 ml de agua con 30 g de carbón. [16] Se debe vigilar al paciente para detectar el desarrollo de signos y síntomas sistémicos. Después de la inhalación, se debe trasladar al paciente a un lugar con aire fresco y controlarlo para detectar broncoespasmo , dificultad para respirar y dificultad respiratoria. Si es necesario, proporcione oxígeno al paciente y asegure una vía aérea mediante intubación traqueal . Trate el broncoespasmo con agonistas adrenérgicos beta2 inhalados y el broncoespasmo severo puede tratarse con corticosteroides sistémicos . [dieciséis]
Referencias
- ^ Neft N, Farley TM (marzo de 1972). "Condiciones que influyen en la producción de antimicina por una especie de Streptomyces cultivada en medio químicamente definido" . Antimicrob. Agentes Chemother . 1 (3): 274–6. doi : 10.1128 / aac.1.3.274 . PMC 444205 . PMID 4558141 .
- ^ "40 CFR: Apéndice A de la Parte 355 — La lista de sustancias extremadamente peligrosas y sus cantidades de planificación de umbral" (PDF) (1 de julio de 2008 ed.). Oficina de Imprenta del Gobierno . Archivado desde el original (PDF) el 25 de febrero de 2012 . Consultado el 29 de octubre de 2011 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ a b c d e Caulkins, Peter. "Decisión de elegibilidad de reinscripción para la antimicina A" (PDF) . EPA de los Estados Unidos . Consultado el 17 de abril de 2017 .
- ^ Kim, Hoeon; Esser, Lothar; Hossain, M. Bilayet; Xia, Di; Yu, Chang-An; Rizo, Josep; van der Helm, Dick; Deisenhofer, Johann (1999). "Estructura de la antimicina A1, un inhibidor específico de la transferencia de electrones de ubiquinol-citocromocOxidoreductasa". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 121 (20): 4902–4903. doi : 10.1021 / ja990190h . ISSN 0002-7863 .
- ^ Dairaku N, Kato K, Honda K, et al. (Marzo de 2004). "La oligomicina y la antimicina A previenen la apoptosis inducida por óxido nítrico al bloquear la fuga del citocromo C". J. Lab. Clin. Med . 143 (3): 143–51. doi : 10.1016 / j.lab.2003.11.003 . PMID 15007303 .
- ^ Stepanova, Anna; Konrad, Csaba; Manfredi, Giovanni; Springett, Roger; Diez, Vadim; Galkin, Alexander (2019). "La dependencia de la producción de especies reactivas de oxígeno de las mitocondrias cerebrales en el nivel de oxígeno es lineal, excepto cuando es inhibida por la antimicina A" . Revista de neuroquímica . 148 (6): 731–745. doi : 10.1111 / jnc.14654 . ISSN 1471-4159 . PMC 7086484 . PMID 30582748 .
- ^ Taira, Yoshichika (1 de enero de 2013). "Las moléculas similares a la antimicina A inhiben el transporte cíclico de electrones alrededor del fotosistema I en cloroplastos rotos" . FEBS Open Bio . 3 (1): 406–410. doi : 10.1016 / j.fob.2013.09.007 . PMC 3821020 . PMID 24251103 .
- ^ Ott, Kevin. "Antimicina. Una breve revisión de su química, destino ambiental y toxicología" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 25 de abril de 2017 .
- ^ Schoenian, I .; et al. (2011). "Base química del sinergismo y antagonismo en comunidades microbianas en los nidos de hormigas cortadoras de hojas" . Proc Natl Acad Sci USA . 108 (5): 1955–1960. doi : 10.1073 / pnas.1008441108 . PMC 3033269 . PMID 21245311 .
- ^ Yu, Jae-Hyuk; Seipke, Ryan F .; Barke, Jörg; Brearley, Charles; Hill, Lionel; Yu, Douglas W .; Goss, Rebecca JM; Hutchings, Matthew I. (2011). "Un solo Streptomyces Symbiont hace múltiples antifúngicos para apoyar a la hormiga cultivadora de hongos Acromyrmex octospinosus" . PLOS ONE . 6 (8): e22028. doi : 10.1371 / journal.pone.0022028 . ISSN 1932-6203 . PMC 3153929 . PMID 21857911 .
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- ^ Borrador de EIS, Proyecto Flathead Westslope Cutthroat Trout . Junio de 2004. p. Capítulo 3.
- ^ JO Kuhn, “Informe final. Estudio de toxicidad oral aguda en ratas ”, Stillmeadow, Inc., presentado a Aquabiotics Corp. (marzo de 2001)
- ^ a b "Hoja de datos de seguridad del material - Antimicina A" (PDF) . Biotecnología Santa Cruz .
- ^ a b c "Antimicina A" . TOXNET . Institutos Nacionales de Salud.