《海洋生物毒素》PPT课件.ppt

第八章第八章 海洋生物毒素海洋生物毒素 1 第一节第一节 概述概述 一、海洋生物毒素的起源与转移一、海洋生物毒素的起源与转移 1 1，海洋生物毒素，海洋生物毒素 2 2，分类，分类 根据起源分根据起源分 根据产生毒素的生物体分根据产生毒素的生物体分 动物毒素动物毒素 植物毒素植物毒素 微生物毒素微生物毒素 2 （一）海洋产毒植物：（一）海洋产毒植物： n n 多为藻类。如：短裸甲藻，链膝沟藻，多为藻类。如：短裸甲藻，链膝沟藻， 3 n n 岗比毒甲藻，渐尖鳍藻。岗比毒甲藻，渐尖鳍藻。 4 5 根据毒素对人类引发的中毒症状和藻源来进行分类根据毒素对人类引发的中毒症状和藻源来进行分类 ，常见的藻毒素可分为：，常见的藻毒素可分为： n n 麻痹性贝毒麻痹性贝毒(paralytic shellfish poisoning(paralytic shellfish poisoning，PSP)PSP)、 n n 腹泻性贝毒腹泻性贝毒(diarrhetic shellfish poisoning(diarrhetic shellfish poisoning，DSP)DSP)、 n n 记忆丧失性贝毒记忆丧失性贝毒(amnesic shellfish poisoning(amnesic shellfish poisoning，ASP)ASP) 、 n n 神经性贝毒神经性贝毒(neurotoxicshellfish poisoning(neurotoxicshellfish poisoning，NSP)NSP)。 6 （二）海洋产毒动物：（二）海洋产毒动物： n n 1 1，有毒海绵动物：，有毒海绵动物： n n 海绵海绵 n n 有毒海绵：鞘美丽海绵、细芽海绵、倔海绵、有毒海绵：鞘美丽海绵、细芽海绵、倔海绵、 绿蜂海绵，等等。绿蜂海绵，等等。 7 海绵的活性次生代谢产物海绵的活性次生代谢产物 1 1，多炔：普通多炔、羟基多炔、多炔酸盐及，多炔：普通多炔、羟基多炔、多炔酸盐及 衍生物衍生物 8 2 2，肽类，肽类 3 3，萜类，萜类 9 4 4，生物碱，生物碱 5 5，脂肪酸，脂肪酸 6 6，其它：，其它： 甾体、聚酮甾体、聚酮 10 2 2，有毒腔肠动物：，有毒腔肠动物： 腔肠动物腔肠动物 有毒腔肠动物：多孔水螅、方水母、岩沙有毒腔肠动物：多孔水螅、方水母、岩沙 海葵、角孔珊瑚等，毒液存在于刺细胞内海葵、角孔珊瑚等，毒液存在于刺细胞内 。 11 3 3，有毒软体动物：，有毒软体动物： 软体动物软体动物 有毒软体动物：节香螺、加州海兔、仙女蛤、从有毒软体动物：节香螺、加州海兔、仙女蛤、从 商乌贼等等。其毒素主要为通过食物链富集，商乌贼等等。其毒素主要为通过食物链富集， 而非自身产生。而非自身产生。 12 4 4，有毒棘皮动物：，有毒棘皮动物： 棘皮动物棘皮动物 有毒棘皮动物：长刺海星、刺冠海胆、白有毒棘皮动物：长刺海星、刺冠海胆、白 斑海参等。腺体分泌毒素。斑海参等。腺体分泌毒素。 13 5 5，有毒鱼类：，有毒鱼类： 鱼类是海洋中的高等动物，属于脊椎动物。鱼类是海洋中的高等动物，属于脊椎动物。 有毒鱼有：有毒鱼有： 西加鱼类：日本鯷、革魨鱼、鲷鱼。西加鱼类：日本鯷、革魨鱼、鲷鱼。 魨鱼类：包括海星东方魨、暗色东方魨。魨鱼类：包括海星东方魨、暗色东方魨。 软骨鱼类：鲨鱼、魟等软骨鱼类：鲨鱼、魟等 14 （三）海洋毒素的转移（三）海洋毒素的转移 1 1，毒素大多是低等植物和微生物产生，通过，毒素大多是低等植物和微生物产生，通过 食物链在动植物体内富集。食物链在动植物体内富集。 2 2，毒素在不同宿主间的转移过程中可能发生，毒素在不同宿主间的转移过程中可能发生 结构改变，毒性不断增强。结构改变，毒性不断增强。 15 二、海洋生物毒素的特点二、海洋生物毒素的特点 （一）化学结构独特新颖（一）化学结构独特新颖 n n 聚醚毒素，为海洋天然产物所特有。聚醚毒素，为海洋天然产物所特有。 n n 海洋毒素的化学结构类型非常广泛。海洋毒素的化学结构类型非常广泛。 16 17 （二）作用机理特殊（二）作用机理特殊 1 1，一般毒素的作用机理，一般毒素的作用机理 2 2，海洋毒素则作用机理，海洋毒素则作用机理 3 3，剧毒性海洋毒素尚无抗毒剂，难以防治。，剧毒性海洋毒素尚无抗毒剂，难以防治。 18 19 （三）（三）毒性强烈毒性强烈 n n 刺尾鱼毒素与已知毒性最大的天然肉毒杆刺尾鱼毒素与已知毒性最大的天然肉毒杆 菌毒素相比只低菌毒素相比只低2525倍倍 20 21 三、海洋生物毒素的开发利用前景三、海洋生物毒素的开发利用前景 1 1，防治神经系统疾病、心血管疾病、抗肿瘤，防治神经系统疾病、心血管疾病、抗肿瘤 、抗病毒的临床药物或重要导向化合物、抗病毒的临床药物或重要导向化合物 。 2 2，为药物分子设计提供有价值的结构骨架，为药物分子设计提供有价值的结构骨架 3 3，为发现药物新作用靶位发挥特殊作用。，为发现药物新作用靶位发挥特殊作用。 22 第二节第二节 河豚毒素河豚毒素（Tetrodotoxin,TTX ） 一、化学本质一、化学本质 23 二、生物来源与分布二、生物来源与分布 n n 河豚鱼毒素河豚鱼毒素(Tetrodotoxin(Tetrodotoxin，TTX)TTX)的原创者的原创者 是假单胞菌属的细菌是假单胞菌属的细菌 24 n n 河豚肝脏对河豚毒素的富集能力河豚肝脏对河豚毒素的富集能力 n n 实验证明：实验证明： n n 1 1，人工养殖的河豚检测河豚毒素，人工养殖的河豚检测河豚毒素 n n 2 2，人工养殖中在饲料中添加河豚毒素，人工养殖中在饲料中添加河豚毒素 25 三、毒理与药理活性三、毒理与药理活性 n n 恶心、呕吐、感觉消失、血压体温下降恶心、呕吐、感觉消失、血压体温下降 、死亡。、死亡。 四、作用机理四、作用机理 n n 专一阻断细胞膜钠离子通道，阻碍神经专一阻断细胞膜钠离子通道，阻碍神经 传导。传导。 26 27 五、应用前景五、应用前景 n n 生物医学研究试剂：钠通道探针。生物医学研究试剂：钠通道探针。 n n 止痛药，且无成瘾性。止痛药，且无成瘾性。 n n 降压药。降压药。 n n 抗心律失常药。抗心律失常药。 n n 麻醉药。麻醉药。 28 第三节第三节 麻痹性贝类毒素麻痹性贝类毒素 引起贝类中毒的因素包括：引起贝类中毒的因素包括： n n 麻痹性贝类毒素、腹泻性贝类毒素、神经麻痹性贝类毒素、腹泻性贝类毒素、神经 性贝类毒素、记忆丧失性贝类毒素等。性贝类毒素、记忆丧失性贝类毒素等。 n n 赤潮毒藻产生，能引发赤潮的海洋藻类有赤潮毒藻产生，能引发赤潮的海洋藻类有 260260多种，其中有多种，其中有7070多种能产生毒素。多种能产生毒素。 29 一、化学本质一、化学本质 1 1，剧毒的含氮杂环化合物，分为，剧毒的含氮杂环化合物，分为 氨甲酰基类：包括石房蛤毒素、膝沟藻毒氨甲酰基类：包括石房蛤毒素、膝沟藻毒 素等。素等。 氨甲酰基氨甲酰基-N-N-磺基类毒素：原膝沟藻毒素。磺基类毒素：原膝沟藻毒素。 由于具有连个胍基，也常归类于胍胺类由于具有连个胍基，也常归类于胍胺类 毒素。毒素。 30 2 2，海藻毒素，海藻毒素STXSTX （1 1）化学结构）化学结构 （2 2）化学性质）化学性质 溶解性溶解性 耐热性耐热性 耐酸碱及抗氧化性耐酸碱及抗氧化性 31 二、生物来源二、生物来源 n n 海藻毒素海藻毒素(Saxitoxin(Saxitoxin，STX)STX)是从阿拉斯加是从阿拉斯加 石房蛤和加州贻贝中提取的毒素，故亦石房蛤和加州贻贝中提取的毒素，故亦 称为石房蛤毒素或贻贝毒素（称为石房蛤毒素或贻贝毒素（MytilotoxinMytilotoxin ）。）。 32 33 三、毒理与药理活性三、毒理与药理活性 n n 0 05mg5mg即可使人毙命，其毒力与神经毒即可使人毙命，其毒力与神经毒 气沙林相同气沙林相同 n n STXSTX在国际条约中已被列为化学武器。在国际条约中已被列为化学武器。 n n 麻木、呕吐、呼吸麻痹、死亡。麻木、呕吐、呼吸麻痹、死亡。 34 四、作用机理四、作用机理 STXSTX其活性部位与可兴奋细胞膜上的电压门控其活性部位与可兴奋细胞膜上的电压门控Na+Na+ 通道位点通道位点1 1的氨基酸残基高亲和性，通过选择的氨基酸残基高亲和性，通过选择 性阻断性阻断Na+Na+内流，阻碍动作电位的形成而起抑内流，阻碍动作电位的形成而起抑 制作用。制作用。 35 五、应用前景五、应用前景 n n 麻醉药。麻醉药。 n n 降压药。降压药。 n n 新型农药新型农药 36 第四节第四节 腹泻性贝类毒素腹泻性贝类毒素 n n 腹泻性贝类毒素腹泻性贝类毒素(Diarrhetic Shellfish Poisons(Diarrhetic Shellfish Poisons ，DSP)DSP)是海洋中藻类或微生物产生的一类是海洋中藻类或微生物产生的一类 脂溶性次生代谢产物脂溶性次生代谢产物 37 一、化学本质一、化学本质 1 1， 酸性成分：软海绵酸酸性成分：软海绵酸(Okadaic Acid OA)(Okadaic Acid OA)及及 其天然衍生物，如鳍藻毒素其天然衍生物，如鳍藻毒素 (DinophysistoxinI(DinophysistoxinI一一 DTXI DTXI一一) )。 2 2 ，中性成分：聚醚内酯，如蛤毒素，中性成分：聚醚内酯，如蛤毒素 (PectenotoxinsrFXs)(PectenotoxinsrFXs)。 3 3 ，其它成分，其它成分 38 二、生物来源二、生物来源 主要来源于形成赤潮的毒藻，如鳍藻属的渐主要来源于形成赤潮的毒藻，如鳍藻属的渐 尖鳍藻。尖鳍藻。 39 三、毒理与药理活性三、毒理与药理活性 1 1，毒理主要引起腹泻，毒理主要引起腹泻 2 2，其主要症状是恶心、呕吐、腹痛、腹泻等，其主要症状是恶心、呕吐、腹痛、腹泻等 胃肠道刺激症状。胃肠道刺激症状。 3 3，特点是潜伏期短，特点是潜伏期短 40 四、作用机理四、作用机理 1 1，DSPDSP的毒性机制主要在于其活性成分的毒性机制主要在于其活性成分OAOA 2 2，OAOA是蛋白磷酸酶是蛋白磷酸酶1 1和蛋白磷酸酶和蛋白磷酸酶2A2A的抑制的抑制 剂。剂。 3 3，潜在的肿瘤促进因子，潜在的肿瘤促进因子 41 第五节第五节 西加鱼毒素西加鱼毒素 n n 西加鱼毒西加鱼毒(Ciguatera Fish Poisoning(Ciguatera Fish Poisoning，CFP)CFP)，又称，又称 雪卡毒素。雪卡毒素。 n n 是一种危害性较为严重的赤潮藻毒素。是一种危害性较为严重的赤潮藻毒素。 42 43 一、化学本质一、化学本质 n n 聚醚类剧毒毒素。聚醚类剧毒毒素。 1 1，西加毒素（，西加毒素（CTXCTX） （1 1）化学性质）化学性质 （2 2）毒性）毒性 44 45 梯形稠环聚醚的结构特征。梯形稠环聚醚的结构特征。 (1)(1) 稠环间均以反稠环间均以反/ /顺式顺式(trans(transcis)cis)构型连接。构型连接。 (2)(2) 单原子桥键。单原子桥键。 (3)(3)该类型分子的两端大多为极性基团。该类型分子的两端大多为极性基团。 46 47 2 2，刺尾鱼毒素（，刺尾鱼毒素（Mnitotoxl，MTXMTX） （1 1）化学性质）化学性质 （2 2）物化因素对毒性的影响）物化因素对毒性的影响 48 49 二、生物来源二、生物来源 n n 岗比毒甲藻（岗比毒甲藻（gambierdiscus toxicusgambierdiscus toxicus）。）。 三、毒理与药理活性三、毒理与药理活性 1 1，西加鱼毒引起人体中毒的临床症状，西加鱼毒引起人体中毒的临床症状 2 2，消化系统症状包括，消化系统症状包括 3 3，心血管系统症状包括，心血管系统症状包括 50 四、作用机理四、作用机理 1 1，CTXCTX是电压依赖性是电压依赖性NaNa通道激动剂，可增加通道激动剂，可增加 细胞膜对细胞膜对NaNa的通透性，产生强去极化的通透性，产生强去极化 51 2 2，MTXMTX是电压依赖性是电压依赖性Ca2 Ca2 通道激动剂，可增通道激动剂，可增 加细胞膜对加细胞膜对Ca2 Ca2 的通透性。的通透性。 52 五、应用前景五、应用前景 n n CTXCTX可作为研究兴奋细胞膜结构与功能可作为研究兴奋细胞膜结构与功能 及局部麻醉药物作用机理的分子探针。及局部麻醉药物作用机理的分子探针。 n n MTXMTX是研究钙通道药理作用特异性的重是研究钙通道药理作用特异性的重 要工具药。要工具药。 n n 研究表明研究表明MTx MTx 在体内及体外对某种肿瘤在体内及体外对某种肿瘤 细胞有明显抑制作用，毒性极为强烈。细胞有明显抑制作用，毒性极为强烈。 53 第六节第六节 短裸甲藻毒素短裸甲藻毒素 (Brevetoxins，PbTX，BTX) 一、化学本质一、化学本质 1，BTX是由短裸甲藻是由短裸甲藻(ptychodiscus brevis(ptychodiscus brevis或或 gymnodinium breve)gymnodinium breve)产生的脂溶性的、梯产生的脂溶性的、梯 型稠环聚醚类化合物。型稠环聚醚类化合物。 2 2，化学性质，化学性质 54 3 3，BTXBTX化学结构化学结构 55 二、生物来源二、生物来源 n n 赤潮的主要藻类，短裸甲藻（虫）。赤潮的主要藻类，短裸甲藻（虫）。 56 三、毒理与药理活性三、毒理与药理活性 n n 又称为神经贝类毒素，具有神经毒作用又称为神经贝类毒素，具有神经毒作用 ，四肢刺痛、身体冷热无常、呕吐、腹，四肢刺痛、身体冷热无常、呕吐、腹 泻、运动失常、瞳孔放大。泻、运动失常、瞳孔放大。 四、作用机理四、作用机理 n n 特异结合钠通道的特异结合钠通道的 蛋白蛋白亚基第亚基第个穿个穿 膜结构域，引起钠大量内流。膜结构域，引起钠大量内流。 57 第七节第七节 芋螺毒素（芋螺毒素（conotoxin，CTx) n n 芋螺芋螺(Conus)(Conus)属腹足纲前腮亚属腹足纲前腮亚 纲芋螺科，是一类肉食性软纲芋螺科，是一类肉食性软 体动物，目前约体动物，目前约500500多种，多种， 主要分布在热带海洋的浅海主要分布在热带海洋的浅海 水域，少数在水深几十米至水域，少数在水深几十米至 二百余米的深水区二百余米的深水区. . 58 59 60 二、化学本质二、化学本质 1 1，化学结构，化学结构 2 2，芋螺毒液功能和机理，芋螺毒液功能和机理 61 n n 芋螺毒素的分类：芋螺毒素的分类： 1 1，根据高度保守的信号肽序列分，根据高度保守的信号肽序列分 2 2，还有一类不含二硫键或者仅一对二硫键的，还有一类不含二硫键或者仅一对二硫键的 芋螺肽芋螺肽(conopeptide)(conopeptide)，由于数量少且种属的，由于数量少且种属的 分布相对稀少，分布相对稀少， 通常直接在其名称后面直通常直接在其名称后面直 接加一个或两个字母来表明其种属来源，接加一个或两个字母来表明其种属来源， 如如contryphancontryphanR R，conantokinconantokinGG等。等。 62 63 64 二、来源与分布二、来源与分布 n n 我国的芋螺产地主要为台湾、广东、广我国的芋螺产地主要为台湾、广东、广 西、海南诸省以及西沙和南沙群岛等热西、海南诸省以及西沙和南沙群岛等热 带海区。带海区。 三、毒理与药理活性三、