Пептид токсинлар

Ари заҳарининг пептидлари, илон ва чаён заҳарининг нейротоксинлари, денгиз ҳайвонларидан ажратилган токсинлар, пептид антибиотиклар

1. Пептид-токсинлар ҳақида тушунча. Организмга тушганида уларга қарши антитаналар ишлаб чиқариладиган юқори молекуляр бирикмалар (оқсиллар, пептидлар ва ҳ-зо) одатда токсинлар деб аталади. Баъзан токсинлар қаторига қуйи молекуляр бирикмалар (тетродотоксин ва ҳайвонларнинг бошқа заҳарли моддалари) ҳам киритилади. Лекин, уларни табиий «заҳарлар» деб аташ тўғрироқ бўлади.

Келиб чиқиш манбаъсига кўра қуйидаги токсинлар - микроорганизмларнинг токсинлари (масалан ботулиник токсинлар, афлатоксинлар), фитотоксинлар (рицин, ўсимликларнинг бошқа токсинлари) ва зоотоксинлар (тайпотоксин, бунгаротоксинлар, палитоксин ва бошқа токсинлар) ажратиб кўрсатилади.

Жуда кўп токсинлар пептид-оқсил табиатига эга, масалан, заҳарли замбуруғлар, арилар, денгиз ҳайвонлари, чаён ва илонларнинг заҳари пептид табиатига эга бўлган токсинлардир.

2. Ари заҳарининг пептидлари. Апидлар оиласига кирувчи асалари Apis mellifera L. (ҳашоротлар синфи - Insecta, пардақанотлилар отряди – Hymenoptera, апидлар оиласи – Apidae) организмида қатор пептид-токсинлар синтез бўлади.

Асалари заҳарининг таркиби ва таъсир механизми. Асалари заҳари таркибига фосфолипаза A2, гиалуронидаза, фосфатазалар, альфа-глюкозидаза, β-галактозидаза; токсик полипептидлар: мелиттин, апамин, MCD-пептид, тертиапин, секапин; биоген аминлар: серотонин, гистамин, катехоламинлар киради.

Мелиттин, ари заҳаридан олинган пептид-токсин

Асалари заҳари унинг ёшига қараб ўзгариб туради. Масалан, 10-кунда мелиттин секрецияси энг юқори, 35-40 кунларда эса гистаминнинг миқдори энг юқори бўлиши аниқланган. Ишчи ари ҳаётининг биринчи кунларида мелиттиннинг секрецияланиши механизмининг мавжудлиги унинг биологик специализациясини – уяни умуртқасизлардан ҳимоя қилишни акс эттиради, чунки уларнинг чақиши найзасининг аутотомиясисиз (узилишисиз) амалга ошади.

Фуражир-асаларилар ҳаётининг охирида уларнинг организмида умуртқалиларга қарши қаратилган алгоген оғриқ агентининг – гистаминнинг ишлаб чиқарилиши ортиб боради, ва улар чақишдан сўнг ўлади. Шундай қилиб, ёш асаларилар ҳаётининг дастлабки кунларида мелиттин ишлаб чиқарилишининг биологик жиҳатдан мақсадга мувофиқлиги бу ариларга фуражир сифатида фойда олиб келишга, уларнинг баъзи бирларига эса уяни ҳимоя қила туриб, ҳалок бўлиш имконини беради.

Фосфолипаза A2 129 та аминокислота қолдиғидан иборат, ММ 14629 Да. Ари заҳарида фосфолипазанинг миқдори 12% га етади. Бу фермент тарафидан фосфолипидларни гидролизланиши натижасида эритроцитларнинг, «семиз ҳужайралар»нинг (тучные клетки) мембранасини парчаловчи цитолитик лизолецитин ҳосил бўлади, оқибатда тегишли патологик эффектлар содир бўлади. Фосфолипаза A2 нейротроп таъсирга эга ва асаб толалари учидан медиаторларнинг ажралиб чиқишини бузади. Асалари заҳари таркибида бу фермент цитолитик компонент – мелиттин билан ҳужайра мембраналарини модификация қилиб, бирга синергик таъсир кўрсатади.

120-расм. Асалари заҳари таркибидаги фосфолипаза А2 ҳужайрадан ташқарида – липид қўшқавати яқинида. Фосфолипидларнинг қутбли группалари сариқ ва қизил текисликлар орасида жойлашган. Ⱪутбсиз ацил занжирлар эса – қизил ва қора текисликлар орасида жойлашган

Гиалуронидаза ММ 35000 Да, оптимум pI~4—5 га тенг фермент. У ҳам фосфолипазага ўхшаш гликопротеин (121-расм).

121-расм. Гиалуронидаза – нордон мукополисахаридларни парчаловчи фермент

122-расм. Нордон фосфатаза – фосфат группаларнинг узилишини катализловчи фермент

Нордон фосфатаза (122-расм), фосфолипаза А2 ва гиалуронидаза ферментлари асалари заҳарининг асосий антигенлари ҳисобланади.

Мелиттин. Асалари заҳарининг асосий компоненти – мелиттин, унинг миқдори заҳарда 50% га етади. Мелиттин кучли цитолитик полипептид, 26 та аминокислота қолдиғидан тузилган, ММ 2840 Да, кучсиз ионизацияланган эритмаларда мелиттин мономер ҳолда мавжуд бўлади, кучли ионизацияланган эритмаларда эса тетрамер ҳолида мавжуд бўлади. Тетрамер шаклида мелиттин ионофор хоссасига эга, ва шу билан унинг деполяризацияловчи таъсири тушунтирилади. Мелиттин эритроцитларнинг тўғридан-тўғри гемолизини келтириб чиқаради, семиз ҳужайралардан гистамин ажралишини стимуллайди, мембраналар фосфолипид матриксларининг оқувчанлигини кучайтиради, бу эса ўз навбатида мембрана билан боғланган кўп ферментларнинг активлигини ўзгартириб юборади. Мелиттининг сирт-актив хоссалари ҳаво-сув чегарасида айниқса ёрқин намоён бўлади, бу ерда унинг активлиги маълум детергентлар активлигидан 50-100 баробар юқори бўлади. Булардан ташқари мелиттин антибактериал, вирусларга қарши ва яллиғланишга қарши хоссаларга ҳам эга.

MCD-пептид (ингл. MCD — Mast cell degranulating), пептид 401 — «семиз ҳужайралар»ни дегрануляцияловчи пептид, 22 та аминокислота қолдиғидан тузилган, унинг молекуласида 2 та дисульфид боғ бор.

MCD-пептид мелиттинга нисбатан 10-100 марта активроқ (турли объектларда) семиз ҳужайралардан гистаминни чиқариш хусусиятига эга. MCD-пептидни гистаминлибераторли эффекти учун керак бўладиган дозадан каттароқ дозаларда ишлатилганда у яллиғланишга қарши таъсир кўрсатади, экспериментал моделларда кўрсатилганидек унинг бу таъсири гидрокортизон таъсиридан 100 маротаба кучлироқ.

MCD-пептид

Апамин – нейротроп таъсирга эга бўлган октадекапептид, кучли нейротоксин, 18 та аминокислота қолдиғидан тузилган:

Апамин

Апаминни биринчи марта Эрнст Хаберман 1965 йилда ажратиб олган ва тозалаган. Апаминнинг нейротроп таъсири узоқ давом этадиган (48 соатгача) титрашда (тремор) ўз аксини топган. Асалари заҳарида апаминнинг миқдори 3% ни ташкил қилади, аммо унинг таъсири мелиттинникидан қолишмайди.

Тертиапин ва секапин асалари заҳарининг минор компонентларидир. Тертиапин 21 та аминокислота қолдиғидан тузилган:

Тертиапин

Тертиапин Са²⁺ ионларини боғловчи медиаторлар нейросекрециясини бошқарувчи кальмодулин оқсилини ингибирлайди. Секапин сичқонларга 80 мг/кг дозада юборилганда седатив эффектни кўрсатади. Минор компонентлар орасида гистамин сақловчи пептид прокапинни ҳам кўрсатиш мумкин.

Асалари заҳарининг ўзига хослиги унинг физиологик таъсирининг кенг қамровли эканлигини асослаб беради. Заҳар таркибидаги асосий компонентлар – фосфолипаза А2 ва мелиттин таъсири остида минор ингредиентларнинг таъсири ёпилиб кетади. Асалари чаққанда унинг заҳарининг айниқса гистаминга ўхшаш таъсири ёрқин намоён бўлади, шунинг учун антигистамин препаратлар содир бўлган гипотензив реакцияни, томирларнинг ўтказувчанлигини самарали блоклайди. Асалари заҳаридан фойдаланишнинг амалий аҳамияти – у баъзи дори препаратлари таркибига киради (масалан, апизартрон).

Шундай қилиб, арилар, асаларилар, қовоқарилар заҳари нисбатан юқори токсик табиатга эга. Улар чаққанда ажралиб чиқадиган заҳарнинг миқдори кўп бўлмаса ҳам, тез ривожланувчи аллергик реакция вужудга келганда, бундай ҳолат ўлим билан тугаши мумкин. Жамоа бўлиб ҳаёт кечирадиган арилар энг хавфли ҳисобланади. Уларнинг заҳари вегетатив ва марказий асаб системасига таъсир қилади, оқибатда тахикардия, тутқаноқ ва паралич, умумий ҳолсизланиш каби ҳолатлар келиб чиқиши мумкин, нафас олиш параличи эса ўлимга олиб келади.

Ариларнинг заҳари таркиби солиштирилганда умумий элементлар кўплиги аниқланган, бу таркиб ферментлар миқдорининг нисбатан камлиги билан характерланади. Уларнинг токсик таъсирини асосан полипептидлар ва биоген аминлар белгилаб беради.

17-жадвал. Ари заҳарининг асосий компонентлари

Компонент типи	Асалари	Ари	Қовоқ ари
Биоген аминлар	Гистамин	Гистамин, серотонин	Гистамин, катехоламинлар, ацетилхолин
Полипептидлар	Мелиттин, апамин, МСД-пептид тертиапин, секапин	Кининлар, МСД-пептид, нейротоксинлар, гемолитик оқсил полистин	Кининлар, нейротоксинлар
Ферментлар	Фосфолипаза А, гиалуронидаза, нордон фосфатаза	Фосфолипаза А, гиалуронидаза, ДНК-азалар	Фосфолипазалар А ва В, гиалуронидаза, протеазалар, ДНК-азалар

3. Илон заҳарининг нейротоксинлари. Илонларнинг заҳари органик ва ноорганик моддаларнинг мураккаб аралашмаси бўлиб, келиб чиқишига кўра заҳарнинг таркиби ва хоссалари ҳар хил бўлади. Илон кўзларининг орқасида жойлашган махсус безлар заҳар ишлаб чиқаради. Бу безлар кўриниши ўзгарган, чиқарувчи оқимлари ташқарига қараган ва заҳарли тишларнинг каналлари билан боғланган қопча орқали бирлашган сўлак безларидир.

Илон заҳари организмга таъсир этиши бўйича иккига ажратилади:

А) нейротоксик таъсир, бунда заҳар кураре заҳарига ўхшаш таъсир қилади, нейромушак ўтказувчанлигини тўхтатади, оқибатда паралич содир бўлиб, бу ҳолат ўлим билан тугайди.

Б) гемовазотоксик таъсир – томирларнинг спазмини келтириб чиқаради, ва уларнинг ўтказувчанлигини кучайтириб юборади, оқибатда тўқималар ва ички органлар шишиб кетади.

Келиб чиқишига кўра илон заҳари қуйидагича классификацияланади:

А) денгиз илонларининг заҳари

Б) аспидларнинг заҳари (кобра, бунгарус, мамба, тайпан)

В) гадюкаларнинг заҳари (гюрза, гадюка – кора илон)

Илон заҳарининг таркиби. Таркиби бўйича илонларнинг заҳари биологик актив моддаларнинг мураккаб комплексидан иборат. Булар ферментлар (асосан гидролазалар), токсик полипептидлар, специфик биологик активликка эга бўлган қатор оқсиллар (асабларнинг ўсиш фактори - фактор роста нервов — ФРН, антикомплементар факторлар), ҳамда ноорганик компонентлардир. Кўпчилик ферментлар турли оилаларга мансуб илонларнинг заҳари учун умумий, масалан, фосфолипаза А2, гиалуронидаза, L-аминокислоталар оксидазаси, фосфодиэстераза, 5'-нуклеотидаза ва бошқалар, бу уларнинг заҳарли безларининг овқат ҳазм қилиш экзокрин безлари билан филогенетик боғлиқлигини кўрсатади.

Шу билан бирга у ёки бу систематик группа илонларининг заҳарини характерловчи фарқлар ҳам мавжуд. Масалан, аспидлар ва денгиз илонлари заҳари таркибига асаб-мушак синапсларидаги қўзғалишни бузувчи ва шу билан скелет ва нафас олиш мускулатурасининг параличини келтириб чиқарувчи токсик полипептидлар – нейротоксинлар киради. Бунда заҳарланган ҳайвонлар ва одамнинг ўлими нафас тўхтаб қолиши оқибатида юзага келади. Бу илонларнинг заҳари таркибида ацетилхолинэстераза ферментининг мавжудлиги паралич ривожланишини янада чуқурлаштиришга олиб келади.

Қора илонлар (гадюки) ва ўрабошли (ямкоголовые) илонлар заҳари таркибида эса ацетилхолинэстераза йўқ, лекин, трипсин, тромбин ва калликреинга ўхшаш таъсирга эга бўлган протеолитик ферментлар кенг тарқалган. Бундай заҳар билан заҳарланганда томирлар ўтказувчанлигининг ортиб кетиши ва қон ивиш системасидаги бузилишлар оқибатида геморрагик шиш (отёк) вужудга келади. Бу илонлар заҳарининг таъсирида вужудга келадиган коагулопатияларнинг энг оғир шакли томирлар ичида диссеменирланган қоннинг ивиши синдромидир (диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови - ДВС-синдром). Заҳар таркибидаги ферментлар таъсирида биологик актив моддаларнинг (гистамин, брадикинин, эндорфинлар ва ҳ-зо) ажралиб чиқиши артериал босимнинг тушиб кетишига, томирлар ўтказувчанлигининг ортиб кетишига, микроциркуляция бузилиши натижасида тўқималар трофикасининг бузилишига олиб келади.

4. Кобра заҳарининг таркиби ва таъсир механизми. Кобра заҳари токсик полипептидлар, ферментлар ва специфик биологик хоссаларга эга бўлган оқсиллардан иборат мураккаб аралашмадир. Кобра заҳари такрибига токсик полипептидлар – нейротоксин I (ММ 8000 Да), нейротоксин II (ММ 7000 Да), цитотоксинлар киради. Заҳар таркибидаги ферментлар орасида фосфолипаза А2, ацетилхолинэстераза, эндорибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза, фосфодиэстераза, 5'-нуклеотидаза, L-аминокислоталар оксидазаси, гиалуронидаза аниқланган.

Сичқонлар учун кобра заҳарининг ўзининг токсиклиги LD50 0,5 мг/кг, нейротоксин I – 0,084 мг/кг, цитотоксин I – 1,1 мг/кг, фосфолипаза А2 учун – 80 мг/кг ни ташкил этади. Кобра заҳари организмда қатор патологик реакцияларни келтириб чиқаради, улар муҳим органлар ва системаларга тегишлидир – марказий ва периферик асаб системаси, қон-томир ва эндокрин системалари, қон ва қон ҳосил қилувчи органлар, жигар ва буйраклар.

123-расм. Ўрта Осиё кобраси заҳари таркибидаги нейротоксин II (А)

ва нейротоксин I (Б) – токсик пептидларнинг бирламчи структураси. Қизил ранг билан дисульфид боғлар кўрсатилган

Специфик биологик хоссаларга эга бўлган оқсиллар қаторида заҳар таркибидаги асаб толаларининг ўсиш факторини (фактор роста нервов, ФРН) ва антикомплементар факторларни кўрсатиб ўтиш керак (124-расм).            

124-расм. Асаб толалари ўсиш фактори (фактор роста нервов – ФРН) – нейронларнинг ўсиши ва активлигини стимулловчи кичик оқсил

125-расм. Кобра (Naja naja kaouthia) заҳаридан ажратиб олинган нейротоксин III

(α-кобратоксин) оқсилининг тузилиши – 71 та аминокислота қолдиғидан тузилган, 5 та дисульфид боғи бор, ММ 7820 Да

Аспидлар оиласига мансуб илонларнинг заҳари – нейротоксинлар ҳисобланади, масалан, ер юзидаги энг заҳарли илон Маккой тайпани (Oxyuranus microlepidotus), унинг заҳари кобра заҳаридан 180 марта кучлироқ.

Амалий аҳамияти. Кобра заҳари илон заҳарига қарши зардоблар ишлаб чиқаришда ишлатилади. Нейротоксинлар ацетилхолин рецепторларининг молекуляр ташкил этилганлигини ўрганиш учун, антикомплементар факторлар эса иммунодепрессантларни ўрганиш учун илмий тадқиқотларда ишлатилади. Қатор препаратлар илон заҳари асосида ишлаб чиқарилган: «Випраксин», «Випросал В» (қора илон заҳари), «Випросал», «Нижвисал» (гюрза заҳари), «Наяксин» (кобра заҳари), «Випратокс» (турли илонларнинг заҳари).

5. Гюрза заҳарининг таркиби ва таъсир механизми. Гюрза заҳари таркибида қуйидаги ферментлар мавжудлиги аниқланган: протеиназалар, L-аминокислоталарнинг оксидазаси, фосфолипаза А2, фосфодиэстераза, 5'-нуклеотидаза, гиалуронидаза ва бошқа ферментлар, ҳамда асаб толалари ўсиш фактори – ФРН. Заҳарнинг протеолитик активлиги деярли 75% га серин протеазалари, 25% га эса металлопротеиназалар ҳисобига тўғри келади. Заҳарнинг геморрагик активлиги серин протеазаларининг (трипсин, химотрипсин, кининогеназалар, калликреин) таъсири билан тушунтирилади. Шунинг учун «Антигюрза» зардоби таркибига серин протеиназаларининг ингибитори - контрикалнинг киритилиши унинг антигеморрагик активлигини 2 баробар ортишига олиб келди.

18-жадвал. Серин протеазалари

Трипсин	Химотрипсин	Калликреин
Тромбин	Каспаза	Эластаза

Гюрза заҳарининг амалий аҳамияти. Гюрза заҳари дори препаратлари таркибига киради, коммерция препаратлари ФРН, фосфодиэстераза, L-аминокислоталарнинг оксидазасини ажратиб олиш манбаъи ҳисобланади.

6. α-Бунгаротоксин – аспидлар оиласига кирувчи лентасимон илон Bungarus multicinctus заҳаридан ажратиб олинган токсинлардан бири бўлиб, α-нейротоксинлар типига киради. Бу токсин ацетилхолиннинг асаб-мушак тўқималарида учрайдиган никотин рецептори билан қайтмас боғланади ва оқибатда паралич, нафас бўғилиши ва ўлимга олиб келади. α-Бунгаротоксин 74 та аминокислота қолдиғидан иборат, ММ 8000 Да, 5 та дисульфид боғлари билан унинг структураси барқарор.

126-расм. α-Бунгаротоксин

7. Конвульсин – жанубий америка чинқироқ илони заҳари таркибидан ажратиб олинган лектинга ўхшаш С-типидаги оқсил, тромбоцитар коллагеннинг рецептори - билан боғланади. Конвульсин эритмада димер ҳосил қила олади ва 8 та гликопротеин VI ни боғлай олади.

127-расм. Конвульсин

8. Чаён заҳарининг таркиби ва таъсир механизми. Жаҳон скорпиофаунасида 1500 дан зиёд чаёнларнинг тури маълум. Шулардан 13-15 тури бизнинг мамалакатимизда мавжуд, ва улар Chactidae ва Buthidae оилаларига мансуб. Чаёнлар заҳарининг таъсир этувчи моддалари ҳар бир турнинг ўзига мансуб спецификликка эга бўлган нейротоксик полипептидлардир. Улар танловчан таъсирни намоён қилади, яъни уларнинг баъзилари ҳашаротларни параличга солса (инсектотоксинлар), бошқалари асосан сут эмизувчиларга таъсир этади (сут эмизувчиларга қарши токсинлар).

Чаён заҳари нейротоксинларининг таъсир механизми электр-қўзғалувчан мембраналарнинг натрий каналларининг инактивацияси тезлигини секинлатишидан иборат.

128-расм. Чаён заҳари таркибидаги нейротоксинларнинг танловчан таъсири

Чаён α-нейротоксинларининг структураси 128-расмда келтирилган. Бу оқсиллар β-бурма қават ва α-спиральдан иборат, дисульфид боғлари орқали боғланган кичик молекулалардир. Молекуланинг мана шу қисми унинг «юрагини» ташкил қилади, иккита ҳалқа ва С-охири ҳаракатчан спецификлик модулига бирлашади (расмда пунктир билан кўрсатилган, расм қуйидаги мақоладан олинган: A. O. Chugunov et al., 2013. Modular Organization of α-Toxins from Scorpion Venom Mirrors Domain Structure of Their Targets, Sodium Channels.

Buthuseupeus турига мансуб чаён заҳаридан ажратиб олинган «қисқа тип»даги инсектотоксинлар 33-36 та аминокислота қолдиғидан тузилган полипептидлар бўлиб, 4 та ички молекуляр дисульфид боғлари билан стабиллашган молекулалардир, ММ ~4000 Да ни ташкил этади.

Сут эмизувчиларга таъсир этувчи нейротоксинлар 65-67 та аминокислота қолдиғидан тузилган бўлиб, 4 та ички молекуляр дисульфид боғлари билан стабиллашган молекулалардир, ММ ~7000 Да га тенг.

Хлоротоксин — Leiurus quinquestriatus турига мансуб чаён заҳаридан ажратиб олинган пептид, хлорид каналларини блоклаш хусусиятига эга. Хлоротоксин асосида ракка қарши препаратлар ишлаб чиқарилмокда.

129-расм. Хлоротоксин

Хлоротоксин — 30-35 та аминокислота қолдиғидан иборат пептид бўлиб, 8 та цистеин қолдиқлари 4 та дисульфид боғларини ҳосил қилган, ММ 3995,71 Да, рН7 да бу токсин юқори мусбат зарядга эгадир.

Сциллатоксин (лейротоксин I) Leiurus quinquestriatus hebraeus (Исроил) турига мансуб чаён заҳаридан ажоатиб олинган 31 та аминокислота қолдиғидан тузилган нейропептид, К⁺ каналларини блоклаш хусусиятига эга. Бу токсиннинг структураси Cys8-Cys26, Cys12-Cys28 ва Cys3-Cys21 дисульфид боғлари орқали барқарорлашган:

130-расм. Сциллатоксин

Агитоксин Leiurus quinquestriatus hebraeus турига мансуб сариқ чаён заҳаридан ажратиб олинган пептид-токсин. Агитоксин-1, агитоксин-2 ва агитоксин-3 ўрганилганда уларнинг ҳар бири 38 та аминокислота қолдиғидан иборат эканлиги аниқланган. Улар К⁺ каналларини блоклаш хусусиятига эга, бир-бирига тузилиши бўйича гомологияни намоён қилади, ва фақат 7, 15, 29, 31 ҳолатлардаги бирликлари билан фарқланади:

131-расм. Агитоксинларнинг бирласчи структурасидаги фарқ

Агитоксинларнинг бирламчи тузилиши қуйидагича:

Агитоксин-1: Gly-Val-Pro-Ile-Asn-Val-Lys-Cys-Thr-Gly-Ser-Pro-Gln-Cys-Leu-Lys-Pro-Cys-Lys-Asp-Ala-Gly-Met-Arg-Phe-Gly-Lys-Cys-Ile-Asn-Gly-Lys-Cys-His-Cys-Thr-Pro-Lys (ММ 4014,87 Да, формуласи C₁₆₉H₂₇₈N₅₂O₄₇S₇)

Агитоксин-2: Gly-Val-Pro-Ile-Asn-Val-Ser-Cys-Thr-Gly-Ser-Pro-Gln-Cys-Ile-Lys-Pro-Cys-Lys-Asp-Ala-Gly-Met-Arg-Phe-Gly-Lys-Cys-Met-Asn-Arg-Lys-Cys-His-Cys-Thr-Pro-Lys (ММ 4090,95 Да, формуласи C₁₆₉H₂₇₈N₅₄O₄₈S₈)

Агитоксин-3: Gly-Val-Pro-Ile-Asn-Val-Pro-Cys-Thr-Gly-Ser-Pro-Gln-Cys-Ile-Lys-Pro-Cys-Lys-Asp-Ala-Gly-Met-Arg-Phe-Gly-Lys-Cys-Met-Asn-Arg-Lys-Cys-His-Cys-Thr-Pro-Lys (ММ 4100,98 Да, формуласи C₁₇₁H₂₈₀N₅₄O₄₇S₈)

132-расм. Агитоксин-2, дисульфид боғлар сариқ рангда кўрсатилган

Харибдотоксин ҳам Leiurus quinquestriatus hebraeus турига мансуб сариқ чаён заҳаридан ажратиб олинган пептид-токсин, К⁺ каналларини блоклаш хусусиятига эга. Харибдотоксин 37 та аминокислота қолдиғидан тузилган, ММ 4000 Да, формуласи C₁₇₆H₂₇₇N₅₇O₅₅S₇, 3 та дисульфид боғига эга. Тузилишига кўра у Centruroides margaritatus чаён тури заҳаридан ажратиб олинган маргатоксинга ўхшаш:

А Б

133-расм. Харибдотоксин (А) ва маргатоксин (Б)

9. Денгиз ҳайвонларидан ажратилган токсинлар. Денгиз ҳайвонларининг анчагина қисми умуртқасизларга тўғри келади. Уларнинг орасида турли таксонларга тегишли заҳарли турлари ҳам бор: губкалар, чувалчанглар, илонлар, моллюсклар ва бошқалар.

Заҳарли умуртқасиз денгиз ҳайвонларига катта эътибор берилади чунки, уларнинг кўпчилиги фойдали бўлиши мумкин бўлган биологик актив моддаларнинг продуцентларидир. Гидробионтларнинг оригинал структураларга эга бўлган бирикмаларни ишлаб чиқариши тадқиқотчиларнинг алоҳида қизиқишига сабаб бўлмоқда. Бундан ташқари денгиз ҳайвонларининг заҳарли таъсирининг ўзига хос тарафларини билиш профилактика ва даволаш мақсадлари учун ҳам муҳимдир. Ва ниҳоят, заҳарлилик – гидробионтларнинг эволюцияси давомида улар орасидаги аллелокимёвий ўзаро таъсирларни таъминлаб берувчи сифат ҳамдир.

Бўшлиқичлилар (кишечнополостные, Сoelenterata) ёки куйдирувчилар (стрекающие, Сnidaria) типига мансуб бўлган полип ва медузаларнинг заҳари таркибида қатор пептид токсинлар аниқланган. Уларнинг антихолинестераза таъсири асаб системасига қаттиқ таъсир ўтказади, заҳар таъсири остида организмда гистамин ва серотонинларнинг ажралиб чиқиши кучаяди.

Бу пептид – токсинлар орасида ризостомин, эквинатоксин (Rhizostoma pulmo медузасидан ажратиб олинган), теалитоксин (Tealia felina Linne полипидан ажратиб олинган), α – глицеротоксин (Glycera convoluta Keferstein игнатерили денгиз ҳайвонидан ажратиб олинган), цефалотоксин (Octopus dofleini ва О. vulgaris, Sepia officinalis осьминогларидан ажратиб олинган), суберитин (Suberites domuncula, денгиз губкасидан ажратиб олинган) пептид токсинлар аниқланган.

Actinia equinaдан ажратиб олинган эквинатоксин юқори даражада цитолитик, цитотоксик ва кардиотоксик таъсирга эга бўлган пептид-токсин.

134-расм. Эквинатоксин II ва стихолизин II

Конуссимон шиллиқкуртлар заҳари таркиби ўрганилганда уларда қатор пептид токсинлар борлиги аниқланган – уларнинг умумий номи конотоксинлар бўлиб, биринчи ажратиб олинганлари ω-конотоксинлар эди (Conus geographusдан):

135-расм. ω-Конотоксинлар

134-расм. α-Конотоксин

Конотоксинларнинг таъсир механизми Са⁺⁺ ва Na⁺ каналларини блоклашга қаратилганидадир.

10. Пептид антибиотиклар. Антимикроб таъсирга эга бўлган пептидлар 12 – 50 та аминокислота қолдиғидан иборат антимикроб (антибактериал) активликка эга бўлган молекулалардир. Пептид антибиотикларнинг структураси бир-биридан анчагина фарқ қилади, бироқ, уларни бирлаштириб турувчи умумий хоссалари ҳам анчагина. Уларнинг барчаси молекуласи катта бўлган ўтмишдошлар ҳолида синтез бўлади, кейинчалик бу ўтмишдошлар молекуласининг бир қисми узилиши, ёки гликозилланиши, ёхуд галогенланиши натижасида модификацияланади. Барча пептид антибиотиклар амфипатик молекулалардир. Яъни, уларнинг молекулаларида липидлар билан ўзаро таъсирлашувчи гидрофоб қисм бор, ва сув ҳамда манфий зарядланган ионлар билан ўзаро таъсирлашувчи гидрофиль қисм ҳам бор. Пептид антибиотикларнинг молекулалари одатда мусбат зарядланган бўлади, бу эса уларнинг бактерияларнинг манфий зарядланган мембраналари билан таъсирлашувига ёрдам беради.

Пептид антибиотикларнинг бешта асосий синфи ажратиб кўрсатилади:

1) аминокислоталарнинг ҳосилалари (циклосерин, β-лактам антибиотиклари), дикетопиперазиннинг ҳосилалари (глиотоксин)

2) гомомер пептидлар – чизиқли тузилишдаги грамицидин А, циклик тузилишдаги бацитрацин А, виомицин, капреомицин, олигопептидлар – нетропсин, дистамицин

3) гетеромер пептидлар – полимиксинлар В, Е, М, B1, E1, M1, B2, E2 ва M2.

4) пептолидлар – хромопептолидлар (актиномицинлар), липопептолидлар (стендомицин), гетеропептолидлар (микамицин В, стафиломицин S), оддий пептолидлар (гризелимицин А), ва депсипептидлар (валиномицин)

5) макромолекуляр полипептидлар (низин), оқсиллар (неокарциностатин), протеидлар (аспарагиназа, лизостафин).

19-жадвал. Аминокислоталарнинг ҳосилалари бўлган антибиотиклар

Циклосерин	β-Лактам антибиотиклари	Глиотоксин
Streptomyces orchidaceus, S.garyphalus, S.lavendulus	1 - пенициллинлар, 2 – цефалоспоринлар. β-лактам ҳалкаси кизил билан кўрсатилган.	Gliocladium fimbriatum, Aspergillus, Penicillium

Чизиқли ва циклик тузилишга эга бўлган гомомер пептидлар қаторига грамицидин А, грамицидин С киритилган. Грамицидин кенг таъсир спектрига эга бўлган антибиотик, Bacillus brevis бактериялари ишлаб чиқарадиган пептид. Грамицидин А чизиқли тузилишга эга бўлган 15 та аминокислота қолдиғидан тузилган пептид. Уларнинг ҳаммаси гидрофоб ён занжирига эга бўлган кислоталар. Грамицидин С циклик тузилишга эга бўлган декапептид, 5 та аминокислота қолдиқларининг ҳар бири 2 мартадан учрайди. Мембраналарнинг ўтказувчанлигига таъсир этади.

Грамицидин С

Грамицидин С саноатда синтетик йўл билан олинади. 1942 йилда Г.Ф. Гаузе ва М.Г. Бражникова тарафидан ажратиб олинган биринчи антибиотик. 2-Жаҳон уруши даврида кўп аскарларнинг ҳаётини сақлаб қолишда муҳим роль ўйнаган.

Бацитрацин – Bacillus subtilis бактериялари ишлаб чиқарадиган полипетид антибиотик, бактерияларнинг ҳужайра қобиғи синтезини ингибирлайди. Β-гемолитик стрептококк, стафилококк каби грамм-мусбат ва баъзи грамм-манфий микроорганизмларга қарши активликка эга. 1943 йилда Bacillus subtilis бактериялар штаммидан биринчи марта ажратиб олинган.

Бацитрацин

Виомицин - Streptomyces floridae, Streptomyces piniceus, Streptomyces vinaceus, Streptomyces species замбуруғлари ишлаб чиқарадиган аминогликозид антибиотик. Химиотерапевтик таъсирига кўра виомицин канамицинга яқин. Бактериостатик таъсир кўрсатади, жумладан Mycobacterium tuberculosisга қарши активликка эга:

Виомицин

Капреомицин – Streptomyces capreolus замбуруғлари ишлаб чиқарадиган туберкулёзга қарши полипептид антибиотик. Капреомицин микробиологик актив 4 та компонентдан тузилган, аммо уларнинг структураси охиригача аниқланмаган. Капреомицин IA, IB, IIA ва IIB ларнинг нисбати 25, 67, 3 ва 6 га тенг. Дори сифатида капреомицин сульфат ишлатилади:

Капреомицин

Нетропсин (конгоцидин ёки синаномицин) - Streptomyces netropsis замбуруғидан ажратиб олинган вирусларга қарши активликка эга бўлган полипептид антибиотик. Нетропсин пирроламид антибиотиклар қаторига киради. Нетропсин дигидрохлорид ҳолида ишлатилади.

Нетропсин дигидрохлорид

Гетеромер пептидлар – полимиксинлар. Полимиксинлар – циклик пептидлар бўлиб, грамм-манфий флорага таъсир этади (кокклардан ташқари). Полимиксинлар ичак ва кўп йиринг таёқчаларига, энтеробактерияларга, сальмонелла, шигелла ва бруцеллалар каби патоген микроорганизмларга қарши активликка эга. Полимиксинларнинг бактерицид эффекти цитоплазматик мембрананинг ўтказувчанлигига таъсир эта олиши билан белгиланади. Цитоплазматик мембрананинг фосфолипид компонентларида адсорбцияланиб полимиксинлар катион детергентлар каби микроорганизмларнинг лизисини (эришини) келтириб чиқаради.

Полимиксин B (R=H — полимиксин B1, R=CH₃ — полимиксин B2)

Колистин (полимиксин Е)

Пептолидлар – хромопептолидлар (актиномицинлар), липопептолидлар (стендомицин), гетеропептолидлар (микамицин В, стафиломицин S), оддий пептолидлар (гризелимицин А), ва депсипептидлар (валиномицин).

Хромопептолидлар, актиномицинлар – актиномицетлар (Streptomyces parvullus) ишлаб чиқарадиган пептид антибиотиклардир. Актиномицин D (дактиномицин) – ракка қарши цитостатик препарат. Streptomyces parvullus ишлаб чиқарадиган актиномицинлар орасида дактиномицин асосий компонентдир.

Актиномицин D

Актиномицинларнинг токсиклиги уларнинг антибактериал активлиги билан солиштирилганда, уларни инфекцион касалликларга қарши антибиотик сифатида ишлатилишига йўл қўймайди. Лекин, улар ўсмаларга қарши таъсир кўрсатгани учун баъзи тип онкологик касалликларини даволашда қўлланилади.

Липопептолидлар, стендомицин. Липопептолидлар ёки липопептидлар молекуласида липид қисм пептид билан ковалент боғланган. Бактериялар жуда кўп миқдорда липопептидларни синтез қилади, уларнинг баъзилари антибиотик хоссаларига эга. Масалан, стендомицин, даптомицин ва сурфактин шулар жумласидандир.

Стендомицин

Даптомицин - циклик липопептидлар группасига кирувчи янги антибиотик, грамм-мусбат бактериялар келтириб чиқарган инфекцияларни даволашда ишлатилади. 1985 йилда тупроқ микроорганизмлари бўлган Streptomyces roseosporusдан ажратиб олинган.

Даптомицин

Гетеропептолидлар (микамицин В, стафиломицин S).

Микамицин (ХII), стафиломицин S (ХIII)

Оддий пептолидлар (гризелимицин А):

Гризелимицин А

Депсипептидлар (валиномицин). Валиномицин – табиий додекадепсипептид, калий ионларини транспорти ва антибиотик сифатида қўлланилади.

Валиномицин

Streptomyces замбуруғларининг бир неча тури ҳужайралари ишлаб чиқаради, айникса Streptomyces fulvissimus валиномицинни кўп ишлаб чиқаради. Валиномицин табиий нейтрал ионофор моддалар сирасига киритилган, чунки унинг молекуласида қолдиқ заряд йўқ.

Макромолекуляр полипептидлар (низин), оқсиллар (неокарциностатин), протеидлар (аспарагиназа, лизостафин).

Низин (озиқ-овқат кўшимчаси Е234) – Streptococcus lactis ишлаб чиқарадиган полипептид антибиотик. 1928 йилда Streptococcus турига мансуб баъзи бактерияларнинг сутни ачитувчи (молочнокислые) бактерияларни ривожланишини тўхтатувчи моддаларни ишлаб чиқариши аниқланган эди. 1950-йиллардан бошлаб низинни ишлаб чиқариш бошланган.

Низин молекуласининг тузилиши

Неокарциностатин (NCS) – Streptomyces macromomyceticus ишлаб чиқарадиган макромолекуляр хромопротеид энедиин, ўсмаларга қарши антибиотик. Неокарционостатин 2 қисмдан иборат: лабиль хромофор (оқсил бўлмаган қисм) ва 113 та аминокислота қолдиғидан иборат оқсил қисми, хромофор қисм оқсил қисм билан ноковалент боғланган. Бироқ, неокарциностатиннинг хромофор қисми ДНКни жуда бузувчи агент ҳисобланади. (беқарор модда бўлса ҳам). Кучли таъсирга эга дори сифатида неокарциностатин фақат Японияда жигар ракини даволашда ишлатилади.

Неокарциностатин

L-Аспарагиназа, L-аспарагин амидогидролаза – гидролазалар синфига кирувчи фермент, асосан L-аспарагин гидролизини катализлайди. L-Аспарагиназа ўсмаларга қарши цитостатик восита сифатида лейкозлар терапиясида қўлланилади.

135-расм. E.coli дан ажратиб олинган L-аспарагиназа тетрамерининг модели 

L-Аспарагиназа 4 та актив маркази бўлган гомотетрамер молекуладир, ММ 140-150 кДа. Ҳар бир мономер 14 та β-бурма қават, 8 та α-спираль ҳосил қилган тахминан 330 та аминокислота қолдиғидан тузилган. Аспарагиназанинг тетрамер шакли актив ҳисобланади.

Лизостафин – биринчи марта Staphilococcus simulans (biovar staphylolyticus) штаммидан Staphilococcus aureus штаммининг ўсишини тўхтатувчи оқсил сифатида ажратиб олинган. Кейинчалик лизостафиннинг оқсилларда глицил-глицин боғини узувчи глицин эндопептидазаси эканлиги аниқланди. Бу хоссаси унинг ҳужайра деворларида пентаглицин кўприклари кўплиги билан характерланадиган Staphilococcus aureusга қарши специфик активлигини белгилаб беради.

Медицина ва ветеринарияда рекомбинант лизостафин стафилококк инфекцияларини, жумладан фурункулёз (чипқон), остеомиелит, йирингли яралар, стафилококк сепсис, эндокардит, мастит, гинекологик ва урологик касалликлар, стафилококк отит, куйишдан ҳосил бўлган яралар ва бошқаларни даволашда қўлланилади. Қўл, оёқ ва бадан терисини санитар тозалаш, уй ҳайвонлари териси ва яллиқ қатламларини санитар тозалаш, ёрдамчи эритмалар ва воситалар таркибида, салфеткалар, хирургик сетка, пленка, катетерлар, бандажлар ва шунга ўхшаш нарсаларни санитар тозалашда лизостафин ишлатилади.

Мавзуни қайтариш учун саволлар:

1. Келиб чиқиш манбаъсига кўра токсинлар қайси группаларга ажратилади?

2. Асалари заҳари таркибига қандай моддалар киради?

3. Фосфолипаза A2 қандай таъсирга эга?

4. Фосфолипаза ва галуронидаза кимёвий табиати бўйича қандай оқсил?

5. Асалари заҳарининг асосий компоненти мелиттиннинг биологик функцияси нимадан иборат?

6. MCD-пептиднинг (Mast cell degranulating) биологик функцияси нимадан иборат?

7. Апаминнинг биологик функцияси нимадан иборат?

8. Тертиапин ва секапинларнинг биологик функцияси нимадан иборат?

9. Арилар заҳари токсик таъсирини асосан қандай моддалар белгилаб беради?

10. Илон заҳарининг организмга таъсир этиши бўйича икки группага ажратилади, уларни тавсифланг.

11. Илон заҳарининг таркиби қандай моддалардан иборат?

12. Илон заҳарининг таркибидаги ферментлар қайси синфга тааллукли?

13. Кобра заҳари такрибига кирган токсик полипептидларни санаб ўтинг.

14. α-Бунгаротоксиннинг биологик функциялари нимадан иборат?

15. Конвульсиннинг биологик функциялари нимадан иборат?

16. Чаён заҳарининг нейротоксик полипептидларининг танловчан таъсири нимада намоён бўлади?

17. Чаён заҳари нейротоксинларининг таъсир механизми нимадан иборат?

18. Чаён заҳари нейротоксинларини санаб ўтинг.

19. Денгиз ҳайвонларининг токсинлари уларнинг эволюцияси давомида қандай ўзаро таъсирни таъминлаб берувчи фактор?

20. Бўшлиқичлилар заҳари таркибида аниқланган пептид токсинларни санаб ўтинг.

21. Пептид антибиотикларнинг асосий синфларини тавсифланг.

22. Бацитрацин, виомицин, капреомицин, нетропсин антибиотикларининг биологик функцияси нимадан иборат?

23. Гетеромер пептидлар – полимиксинлар – кимёвий табиати бўйича қандай моддалар?

24. Пептолидлар – хромопептолидлар, липопептолидлар, гетеропептолидлар, оддий пептолидлар ва депсипептидларнинг биологик функцияси нимадан иборат?