Toxine
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Toxine Gerhard Habermehl Springer-Verlag Tierische Toxine: Bienengift Giftapparat: D = Drüse; B = Blase Wirkungsort: Synapse Zielstrukturen z.B. Acetylcholin Ionenkanäle Ionenkanäle Dopaminerge Synapsenübertragung Melittin Raumstruktur Melittin: grau unpolar, weiss positiv geladen Tierische Toxine: Bienengift Raumstruktur Melittin: grau unpolar, weiss positiv geladen Porenbildung in Vesikeln beobachtet Bildet tetramere Poren durch Membranen Apamin Apamin blockiert Ca2+ Kanal durch allosterische Inhibierung Journal of Biological Chemistry, 2010, doi: 10.1074/jbc.M110.110072 Skorpion Androctonus mauretanicus Toxin-Ionenkanal-Komplex Lange et al. Nature, 2006 Formica rufa (giftspritzende rote Waldameise) Feuerameisen Nach Nordamerika eingeschleppt, heute bis zu 60 % der Einwohner betroffen Feuerameisen Nach Nordamerika eingeschleppt, heute bis zu 60 % der Einwohner betroffen Verbreitung giftiger Spinnen Verbreitung giftiger Spinnen Bananenspinne Verbreitung giftiger Spinnen Bananenspinne Schwarze Witwe Untersuchung von Spinnengift Peptide im Spinnengift RP-HPLC Trennung von P. cambridgei Gift Vogelspinne aus Trinidad Co-Injektion zur Strukturaufklärung Struktur aus Edmann Abbau Sequenzhomologien Peptide im Spinnengift Schwefelbrücken: 2 (A), 3 (B), 4 (C, D), 5 (E), 6 (F) und 7 (G) Peptide im Spinnengift Übersicht bekannter Spinnengifte Die meisten Spinnengifte sind peptide Manche noch nicht charakterisiert LD50 Werte für das Spinnengift Letale Dosis: LD50 : Es handelt sich um die mittlere letale Konzentration für die Population einer bestimmten Organismusgruppe. Wirkungsort: Synapse Gifte nach ihrer Wirkungsweise klassifiziert Peptid: Latrotoxin (Ionophor) Echte Webspinne Latrodectus tredecimguttatus Das Peptid-Toxin inseriert in die Membrandoppelschicht und verursacht einen Ca2+ Einstrom. Orlova et al. 2000 Nature Structural and Molecular Biology Verbreitung In Membran Spinnengift Tarantula Polyamine und Peptide in HPLC und MALDI MS Polyaminamide Generelles Strukturmotiv der Polyaminamid Spinnengifte Spinnengift Polyamine blockieren Glutamat rezeptoren und Ca2+ Ionenkanäle Polyamine der Joro Spinne Clavamin: Starkes Insektizid N-Methyl D-Aspartam (NMDA)-Rezeptor An der PolyaminBindestelle wirkt Spermidin positiver Modulator. Blockiert: NMDA-rezeptoren Natürliche Liganden Selten: Sekundärmetabolite im Spinnengift Parawixia bistriata Selten: Sekundärmetabolite im Spinnengift LD 50 8ng/g Biene Sekundärmetabolite im Spinnengift Sulfatierte Nucleoside als selektive Kainat-Rezeptorblocker! Tausendfüssler Apheloria sp. Gelbrandkäfer Bombardierkäfer Bombardierkäfer Bombardierkäfer Hoher Gasdruck exotherm: 100 °C Bombardierkäfer Bombardierkäfer Viele Komponenten im Sekret Die Wehrchemie der Marienkäfer Alkaloide der Hämolymphe dienen der Fraßabwehr. Werden oft durch Reflexbluten freigesetzt. Die Wehrreaktion der Marienkäferlarven Die Wehrchemie der Marienkäfer H + O- H N N H H H H H H N N H H Praecoccinellin Coccinellin CH3 N O Psylloborin O N O NH N H Chilocorin B O Adalin Epilachnene Die Biosynthese geht wahrscheinlich von ungesättigten Fettsäuren aus. Kombinatorische Chemie in der Natur In den Tropfen an den Haaren der Larven Sekret mit komplexer Zusammensetzung Kombinatorische Chemie Kombinatorische Chemie Kombinatorische Chemie in der Natur Anzahl der möglichen Pentameren: 52. Anzahl der möglichen Hexameren: über 1000. Quantitative Studien zeigen, dass die Oligomerisierung tatsächlich zufällig verläuft Kombinatorische Chemie in der Natur Zusätzlich Umlagerungsprodukte Spanische Fliege (Ölkäfer) Spanische Fliege (Ölkäfer) Priapos wiegt sein Geschlechtsteil– Freske in Pompeji Hemmung der Proteinphosphatase Bei Ausscheidung Reizung der Harnröhre und Blutstau Ölkäfer Nach Verfütterung und Kopulation deuteriertes Cantharidin in Weibchen, Eiern, Larven und Puppen. Die Käfer verwenden Cantharidin zum Schutz der Nachkommenschaft. testis glands gut Blattkäfer 37.000 Arten weltweit, oft spezialisiert auf Wirtspflanze Crypsis: Cassida viridis Aposematism: Chrysomela vigintipunctata Fecal shield: Cassida viridis Blattkäfer Sekrete von 8-10 Diamphidia nigroornata Larven als Pfeilgift aufgetragen Proteine stark toxisch aber langsam wirkend (bis zu 72 h Jagd auf ein Individuum) Organspezifische Kontraktion der glatten Muskulatur Woollard, et al. 1984 Toxicon 22: 937-946 Crysomelidae Chrysomela populi Crysomelidae Kuhn et al. PNAS, 2004, vol. 101, no. 38 Crysomelidae Kuhn et al. PNAS, 2004, vol. 101, no. 38 Crysomelidae Kuhn et al. PNAS, 2004, vol. 101, no. 38 Crysomelidae Kuhn et al. PNAS, 2004, vol. 101, no. 38 Crysomelidae Mischform Strategie evolvierte zweimal unabhängig Kuhn et al. PNAS, 2004, vol. 101, no. 38 Schmetterlinge (Lepidoptera) Aristolochia clematitis Osterluzei Pachlyoptera aristolochiaceae Danaus sp. Mittagspause 214 Verbindungen 14 Klassen: Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde,, Ester, Lactone, Aromaten, Sesquiterpene, Pyrrolizidin Alkaloide… Mittagspause 214 Verbindungen 14 Klassen: Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ester, Lactone, Aromaten, Sesquiterpene, Pyrrolizidin Alkaloide…
