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Brevetoxine



Brevetoxine sind neurotoxische Algengifte des Dinoflagellaten Karenia brevis (früher Gymnodinium breve).

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Inhaltsverzeichnis

Vorkommen und Bedeutung

  Karenia brevis ist eine marine Alge tropischer Regionen und wird regelmäßig in der Karibik und insbesondere im Golf von Mexiko beobachtet. Hier tritt sie als einer der Verursacher von red tides, sogenannten „Roten Tiden“, die sich durch massenhafte Vermehrung dieser Algen bilden (siehe auch Algenblüte), auf. Im Zuge solcher red tides kommt es immer wieder zum Massensterben von Fischen und Tieren höherer Trophieebenen (z. B. Delphine) verursacht durch giftige Stoffwechselprodukte der Algen, insbesondere durch Brevetoxine.

Innerhalb der Nahrungskette kann es zu einer Anreicherung dieser Toxine kommen. Dies führt dazu, dass toxinbelastete Fische, Muscheln, Krebse ihren Weg zum Menschen als Endglied solcher Nahrungsketten finden.

Struktur und Eigenschaften

Brevetoxine sind polycyclische, nicht-polymere Makromoleküle, deren bestimmende Strukturmerkmale die Vielzahl von Ether-Brücken, die strickleiterartig, stets trans-verknüpften Ringe und eine lange, ununterbrochene Kohlenstoffkette sind. Derzeit sind zehn verschiedene Brevetoxine bekannt, die sich in die Gruppen A und B unterteilen lassen. Die Brevetoxine A haben zehn fünf- bis neungliedrige Ringe, B elf fünf- bis achtgliedrige Ringe.

Brevetoxin A Brevetoxin B
Strukturformel
Subtypen
  • Brevetoxin-1 (PbTx-1) R = -CH2C(=CH2)CHO
  • Brevetoxin-7 (PbTx-7) R = -CH2C(=CH2)CH2OH
  • Brevetoxin-10 (PbTx-10) R = -CH2CH(-CH3)CH2OH
  • Brevetoxin-2 (PbTx-2) R = -CH2C(=CH2)CHO
  • Brevetoxin-3 (PbTx-3) R = -CH2C(=CH2)CH2OH
  • Brevetoxin-8 (PbTx-8) R = -CH2COCH2Cl
  • Brevetoxin-9 (PbTx-9) R = -CH2CH(CH3)CH2OH

Weitere Brevetoxine:

  • Brevetoxin-5 (PbTx-5): wie PbTx-3, jedoch ist die Hydroxygruppe in Position 38 acetyliert
  • Brevetoxin-6 (PbTx-6): wie PbTx-2, an Stelle der Doppelbindung 27-28 findet sich ein Epoxid

Die Strukturaufklärung wie auch die Totalsynthese dieser Toxine war kein leichtes Unterfangen. 1981 wurde Brevetoxin B als erstes dieser Gifte in seiner Struktur aufgeklärt[1]; 1995 publizierten Nicolaou et al.[2] [3] [4] [5] [6] dessen Totalsynthese. Brevetoxin A wurde 1986 in seiner Struktur aufgeklärt[7] und 1998, wiederum von Nicolaou et al.[8], erstmals totalsynthetisiert.

Toxizität

to-do:

  • Wirkung ähnlich wie Ciguatoxin, geringer toxisch
  • bindet an VSSC -> Membranpotential, Depolarisation etc.
  • neurotoxic shellfish poisoning
  • Ichthyotoxizität

Siehe auch

Quellen

  1. Y.-Y. Lin, M. Risk, S. M. Ray, D. Van Engen, J. Clardy, J. Golik, J. C. James, K. Nakanishi: Isolation and Structure of Brevetoxin B from the „Red Tide“ Dinoflagellate Ptychodiscus brevis (Gymnodinium breve). In: J. Am. Chem. Soc. 103, 6773 (1981)
  2. K. C. Nicolaou, E. A. Theodorakis, F. P. J. T. Rutjes, J. Tiebes, M. Sato, E. Untersteller, X.-Y. Xiao: Total Synthesis of Brevetoxin B. 1. CDEFG Framework. In: J. Am. Chem. Soc. 117, 1171 (1995)
  3. K. C. Nicolaou, F. P. J. T. Rutjes, E. A. Theodorakis, J. Tiebes, M. Sato, E. Untersteller: Total Synthesis of Brevetoxin B. 2. Completion. In: J. Am. Chem. Soc. 117, 1173 (1995)
  4. K. C. Nicolaou, C.-K. Hwang, M. E. Duggan, D. A. Nugiel, Y. Abe, K. Bal Reddy, S. A. DeFrees, D. R. Reddy, R. A. Awartani, S. R. Conley, F. P. J. T. Rutjes, E. A. Theodorakis: Total Synthesis of Brevetoxin B. 1. First Generation Strategies and New Approaches to Oxepane Systems. In: J. Am. Chem. Soc. 117, 10227 (1995)
  5. K. C. Nicolaou, E. A. Theodorakis, F. P. J. T. Rutjes, M. Sato, J. Tiebes, X.-Y. Xiao, C.-K. Hwang, M. E. Duggan, Z. Yang, E. A. Couladouros, F. Sato, J. Shin, H.-M. He, T. Bleckman: Total Synthesis of Brevetoxin B. 2. Second Generation Strategies and Construction of the Dioxepane Region [DEFG]. In: J. Am. Chem. Soc. 117, 10239 (1995)
  6. K. C. Nicolaou, F. P. J. T. Rutjes, E. A. Theodorakis, J. Tiebes, M. Sato, E. Untersteller: Total Synthesis of Brevetoxin B. 3. Final Strategy and Completion. In: J. Am. Chem. Soc. 117, 10252 (1995)
  7. Y. Shimizu, H.-N. Chou, H. Bando, G. Van Duyne, J. C. Clardy: . In: J. Am. Chem. Soc. 108, 514 (1986)
  8. K. C. Nicolaou, Z. Yang, G.-Q. Shi, J. L. Gunzner, K. A. Agrios, P. Gartner: Total synthesis of brevetoxin A. In: Nature 392, 264 (1998)
 
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