04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
Низкомолекулярные токсины с установленным химическим составом
 20.06.2014

Задолго до открытия высокотоксичных афлатоксинов было известно, что некоторые плесневые грибы (особенно из группы Aspergillus flavus) вырабатывают ряд веществ, токсичных перорально. Их повсеместное распространение и присутствие в качестве загрязнителей в продовольственных продуктах привлекли серьезное внимание во всем мире. Поскольку история афлатоксинов стала уже классической и поскольку афлатоксины, видимо, токсичны даже для насекомых, будет целесообразно дать краткий обзор этих важных токсинов с низким молекулярным весом.

1. Афлатоксины

Интенсивное изучение афлатоксинов началось со вспышки «х-болезни» индеек (turkey X-disease) в 1960 г.. Объединяющее название «афлатоксины» было в последующем присвоено группе токсических соединений, вырабатываемых некоторыми видами Aspergillus и Penicillium; но последние работы доказали образование афлатоксина только A. flavus и A. parasiticus. Ряд статей посвящен производству афлатоксинов на натуральных твердых субстратах—молотом арахисе, плющеной пшенице и рисе; оптимальный выход афлатоксина составлял до 200 мг/кг субстрата. Дрожжевой и кукурузный экстракты играют важную роль в полусинтетических средах, влияя как на выход афлатоксина, так и на соотношение его компонентов. В погруженной культуре выход составлял до 212 мг/л. Вскоре было показано, что первоначальный афлатоксин представляет собой комплекс близкородственных токсичных соединений, афлатоксинов B1, B2, G1 и G2. Соотношение этих компонентов при образовании токсина зависит от штамма, питательной среды и других условий роста. B1 и В2 излучают видимый синий свет, в то время как для G2 характерна желто-зеленая флуоресценция. Комплекс обычно наиболее богат B1 и беден B2 и G2. Для B1 и G1 предложены химические структуры (рис. 9); B2 и G2 — это дигидропроизводные исходных соединений.
Низкомолекулярные токсины с установленным химическим составом

Афлатоксины — это гепатоксины, летальные перорально в больших дозах для большинства видов животных и вызывающие в малых дозах гистологические изменения. Их токсичность относительно высока: для утят LD50 B1 per os составляет 0,36 мг, B2 — 1,69 мг, G1 — 0,78 мг и G2 — 3,45 мг/кг веса тела. Токсичность их определена для ряда лабораторных животных, и многие симптомы описаны. Большой общий интерес представляет подавление синтеза ДНК и митоза, ненормальное образование гигантских клеток и стимуляция бактериофага лизогенных бактерий. Кроме того, афлатоксины снижают активность определенных митохондриевых ферментов, предотвращают включение лейцина С14 в белок, подавляют РНК-полимеразу и вызывают предраковые поражения. Детальную информацию об афлатоксинах приводят Карнаган, Абрамс и Воган.
Как уже упоминалось, афлатоксины вызывают серьезные изменения метаболизма позвоночных и могут оказывать важное действие на насекомых.
Чистый B1 и омесь афлатоксинов оказались сильными токсинами для совки Heliothis virescens. Наиболее чувствительны к ним только что отродившиеся гусеницы, а с возрастом токсический эффект ослабевает. Недавно Матсумура и Найт сообщили о хемостерилизующем действии токсинов на насекомых. Поскольку комплекс афлатоксинов не оказывает специфического действия на конкретные группы животных — он токсичен и оказывает канцерогенное действие на позвоночных — использовать его в микробиологической борьбе вряд ли возможно, но его активность в отношении млекопитающих настолько интересна, что она выдвигает множество вопросов, которые могут быть решены патологией насекомых.
2. Деструкцины

Другим инсектицидным метаболитом грибов с установленной молекулой является деструкции Б. Начиная с 1954 г. Кодайра опубликовал обширную серию статей о грибных токсинах. Из фильтрата культуры и мицелия М. anisopliae он выделил два токсичных вещества, деструкции А и деструкции Б. Тамура и др. и Тамура и Такахаши также выделили их из М. anisopliae (Oospora destructor) на среде Чапека-Докса, содержащей 0,5% пептона. Фильтрат культуры обрабатывали древесным углем, токсин элюировали n-бутанолом, экстрагировали бензолом и очищали на колонке нейтрального глинозема. Выход токсина составлял 13—15 мг на 1 л бульона. Мыши погибали при внутрибрюшинной инъекции обоих токсинов в дозе 1,8 и 17 мг на 1 кг веса, т. е. очень близкой к дозам афлатоксина. Инъекция токсинов гусеницам 5-го возраста шелковичного червя в самой низкой дозе 0,3 мкг/r веса тела вызывала мгновенный паралич и смерть; перорально или при контакте эти дозы токсического действия не оказывали. Для вощинной огневки деструкции А был примерно в 2 раза токсичнее, чем деструкции В.
Низкомолекулярные токсины с установленным химическим составом

Сузуки и др. раскрыли структуру деструкцина А. Химически деструкции В представляет собой циклический депсипептид. На рисунке 10 можно провести параллели между структурой деструкцина В и других полипептидных токсических веществ, таких, как грамицидина 5, циклопентапептидного антибиотика Bacillus brevis, фаллоидина, из гриба Amanita phalloides; или исландитоксина — хлорсодержащего циклопептида из Penicillium islandicum. Все эти пептиды отличаются высокой пероральной токсичностью для млекопитающих, и все они содержат одну D-аминокислоту, но только один из них, деструкции В, изучался в патологии насекомых и был признан токсичным; токсичность других соединений для насекомых все еще не выяснена.
Другой токсический депсипептид, «боверицин», совсем недавно был описан Хамиллом и др. Он был извлечен метиловым спиртом из мицелия Beauveria bassiana, экстрагирован этилацетатом и очищен методами хроматографии на основном глиноземе. Соединение содержит три единицы, состоящих каждая из (L)-N-метилфенилаланина и (D)-α-оксиизовалерьяновой кислоты в макроциклическом кольце. Оно слабоактивно по отношению к грамположительным организмам, токсично для артемии (Artemia salina) и слаботоксично для личинок комаров.
3. Другие токсические вещества

В литературе описано много веществ с низким молекулярным весом, токсичных для позвоночных, но их действие на насекомых не изучено. Так, например, споридесмин, полученный из культур Pithomyces chartarum, на картофельно-морковной среде напоминал другой грибной токсин, глиотоксин. В молекулах обоих токсинов имеются дисульфидные связи, с разрушением которых молекула теряет токсичность. Мияке и Цунода выделили ряд токсигенных штаммов из заплесневевшего риса, а именно Penicillium islandicum, P. rugulosum, P. toxicarium, P. citreoviride и P. citrinum; и их токсины получили названия исландитоксин (рис. 10) и лютеоскирин. В 1964—1965 гг. были обнаружены другие грибные токсины, например токсины из Aspergillus amstelodami, A. wentii и охратоксин А из A. ochraceus. Токсичность последнего для утят при скармливании была того же порядка, что и токсичность афлатоксина B1. A. flavus является источником других микотоксинов с низким молекулярным весом. Так, щавелевая и аспергилловая кислоты, треморгенное вещество, койевая кислота (3-оксигаммапирон) и нейрологический токсин были обнаружены в различных пищевых продуктах, загрязненных этим грибом. Обзор всех токсинов A. flavus, за исключением афлатоксинов, составлен Вильсоном, а обзор некоторых других грибных токсинов — Райтом.