6.cv. Biologické mutagény
26. 10. 2009
6.cv. Biologické mutagény
• produkty živých organizmov
• metabolity organizmov: pre producentov neškodné, pre iné organizmy toxické
• producenti: nižšie organizmy (baktérie), huby, vyššie rastliny, produtky vyšších organizmov
• toxicita:
– priama
• vyššie dávky
• blokácia metabolizmu, smrť príjemcu
– nepriama
• nižšie dávky
• poškodenie genetického systému na rôznej úrovni
• indukcia mutagenézy, karcinogenézy
Účinok na genetický materiál:
• interkalácia
• reverzné poškodenia
• kumulatívne
• detoxikácia
Biologické mutagény prítomné v potravinovom reťazci:
• mykotoxíny
• ATB
• prirodzené metabolity rastlín
Mykotoxíny
• producenti: Penicillium, Aspergilus, Fusarium
• univerzálne mutagény, karcinogény, teratogény
• interkalácia:
– priamo
– modifikované (cheláty, amidy, amíny)
• metabolizovatelné (odbúratelné)
• fenotypový prejav úzky (bunkovo, tkanivovo špecifický)
• 12 skupín
Aflatoxíny
• producenti: Aspergillus flavus, A. parasiticus
• aflatoxín:
– B1, B2, G1, G2
– M, P, H, Q
– derivát aflatoxikol – v krvi viazaný na albumín, premena na aflatoxínB12,3-epoxid (väzba na DNA, RNA)
– konjugáty (glukuronidy)
– hydroxyaflatoxín –najagresívnejší metabolit
• metabolizáciou (hydrolýza, demetylácia) sa menia na iný typ mutagénu
• interkalačný účinok:
– blokovanie reduplikácie, transkripcie
– iniciácia karcinogenézy
• výskyt: potraviny a komodity,kŕmne zmesi (zložky, prach), ustajňovacie priestory (prach)
• organizmus:
– citlivé: teľa, kurča, ošípané
– rezistentné: ovca, koza, potkan, myš
– inhalácia, vstrebávanie pokožkou, výskyt v krvi a moči
Citrinín
• producenti: rod Aspergillus, Penicillium
• toxicita:
– priama – nefrotoxín
– nepriama – kumulácia v obličkách, karcinogenéza
• výskyt: kontaminant obilia, spolu s ochratoxínom (prekurzor?)
• rozklad v silne alkalickom prostredí
Cyklochlorín
• producent: Penicillum islandicum
• štruktúra: aminokyseliny usporiadané do kruhu s atómom chlóru
• účinky podobné citrinínu
– hepatotoxín
– karcinogén (karcinóm čriev)
• výskyt: ryža
Fumonisíny
• producent: rod Fusarium
• skupina látok: fumonisín A1, A2, B1 - B4 odvodených od nenasýtených mastných kyselín (alyfatické reťazce)
• širokospektrálny účinok: poškodenie mem. štruktúr, nepriame blokovanie translačných procesov, zhubné karcinómy
• výskyt: kukurica
Kyselina cyklopiazónová
• producent: rod Aspergillus, Penicillium, Fusarium
• kyselina cyklopiazónová a jej:
– deriváty (amidy, imíny)
– chelát flavutoxín (Fe 3+)
• toxicita:
– priama – osmotická smrť bunky
– nepriama – zmena transportu iónov (zmena väzbových vzťahov, uzatváranie reťazcov DNA)
• výskyt: plesnivé syry (camambert), tavené syry, plesnivé salámy, hydinové mäso (rezíduá krmív)
Patulín
• producent: rod Aspergillus, Penicillium, Byssochlamus
• toxicita:
– priama – botulizmus, smrť
– nepriama – interkalácia, karcinogenéza
• ľahko metabolizovateľný, odbúranie reakciou s –SH skupinami
• výskyt: pokazené potraviny (ovocie), zaplesnená siláž
Kyselina penicilínová: podobný chemizmus, účinok, výskyt
Ochratoxín
• producent: rod Aspergillus, Penicillium
• ochratoxín A – najtoxickejší
• účinok:fenylalanínová časť molekuly je t-RNA zamenená za fenylalanín, kumarínová časť blokuje väzbu fenylalnínu do peptidového reťazca (blokovanie translácie)
• promótor karcinogenézy
• výskyt: obilie, káva, krvné konzervy
Leukoskyrín
• hepatotoxín
• karcinogén
• blokovanie enzýmov oxidačnej fosforylácie
• výskyt: zaplesnená ryža
Rubratoxín
• producent: Penicillium rubrum
• rubratoxín A, B
• hepatonefrotický účinok
• rubratoxikóza prasiat
Sterigmatocystín
• producent: rod Aspergillus, Chaetomium, Emericella
• chemicky príbuzné aflatoxínom, podobné biochemické pochody
• toxicita
– priama - kombinovaný hepatonefrotoxín
– nepriama - blokovanie proteosyntézy, interkalácia, blokovanie DNA-polymerázy
• výskyt: syry
Tremorgény
• producent: rod Aspergillus, Penicillium a i.
• nesúrodá skupina: roquefortiny, citroviridín, aflatrem, penitremy a i.
• toxicita:
– priama - atak nervového systému (kŕče, smrť)
– nepriama –iniciácia karcinogenézy, teratogenéza
Trichotheceny
• látky s trichothecenovým jadrom a epoxidovou skupinou:
– makrocyklické trichotheceny
– satratoxiny
– baccharinoidy
• patologické (ATA), fytopatologické účinky
– yperitu podobný účinok
– narušenie imunity a hemopoézy
Zearalenon
• producent: rod Fusarium
• analóg steroidných hormónov (estrogén)
• účinok: hyperestrogenizmus, poruchy vývoja nervového systému
• deriváty: anaboliká vo výkrme dobytka (zearalany)
Miesta účinku mykotoxínov pri expresii génov
• DNA templát
– aflatoxín B1, B2, G1, G2
– sterigmatocystín
– patulín
– kyselina penicilínová
– trichotheceny
• transkripcia (RNA-polymeráza)
– aflatoxín B1, G1
– sterygmatocystín
– patulín
– citreoviridín
• translácia (ribozómy, polyribozómy)
– aflatoxín B1
– trichotheceny
– ochratoxín A
• bielkoviny (metabolické reakcie)
– aflatoxín B1, G1
– patulín
– trichotheceny
– citreoviridín
– cykloochratoxín