Maitotoxin

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Maitotoxin, kurz MTX, ist ein marines Gift. Es wurde 1976 in der Doktorfischart Ctenochaetus striatus entdeckt und erhielt seinen Namen nach der tahitianischen Bezeichnung Maito für diesen Fisch. Wenig später wurde es auch in einigen im Meer lebenden Algenarten gefunden, insbesondere der Art Gambierdiscus toxicus. Fische nehmen das Gift wahrscheinlich durch das Fressen dieser Dinoflagellaten auf. Eine unter anderem auf Maitotoxin beruhende Lebensmittelvergiftung nach dem Verzehr entsprechender Fische wird als Ciguatera bezeichnet.

Eigenschaften und Struktur

Die Reinsubstanz ist ein farbloser, amorpher Feststoff. Maitotoxin ist in Methanol, Acetonitril und Dimethylsulfoxid (DMSO) gut und in den meisten anderen organischen Lösungsmitteln kaum oder nicht löslich. Die primäre chemische Struktur von Maitotoxin wurde 1998 aufgeklärt. Das Molekül mit einer molaren Masse von 3.422 Dalton und der Summenformel C₁₆₄H₂₅₆Na₂O₆₈S₂ besteht aus 32 Ringstrukturen, darunter 28 6-Ringe, drei 7-Ringe und ein 8-Ring, die zusammen mit 32 Etherbindungen und 28 Hydroxylgruppen eine C₁₄₂-Kette bilden. Es ist damit wahrscheinlich das größte durch Biosynthese in einem lebenden Organismus entstehende Molekül, das nicht als Polymer aufgebaut ist. Die dreidimensionale Struktur ist noch nicht vollständig bekannt.

Maitotoxin wird in der biochemischen und physiologischen Forschung verwendet, vor allem in Studien zu Ionenkanälen.

Toxizität

Mit einer letalen Dosis (LD₅₀) von 50 Nanogramm pro Kilogramm Körpergewicht in Mäusen gehört es zu den giftigsten natürlich vorkommenden Substanzen und ist wahrscheinlich das stärkste bekannte natürliche Gift, das nicht wie ein Peptid aus Aminosäuren besteht. Es ist trotz seiner komplexen Struktur im Gegensatz zu vielen anderen Tier- und Pflanzengiften hitzebeständig.

Die toxische Wirkung von Maitotoxin beruht auf einer Aktivierung von kalziumdurchlässigen, nichtselektiven Kationenkanälen in der Zellmembran. Dadurch kommt es zu einem massiven Einstrom von Calciumionen in das Cytosol der Zellen und damit einer Störung des Elektrolytgleichgewichts der Zellen im Körper. Darüber hinaus verursacht es Kontraktionen der glatten Muskulatur und die Freisetzung von Neurotransmittern.

Literatur

• T. Yasumoto: The chemistry and biological function of natural marine toxins. In: The Chemical Record. 1(3)/2001. Wiley, S. 228–242, ISSN 1527-8999
• L. I. Escobar, C. Salvador, M. Martinez, L. Vaca: Maitotoxin, a cationic channel activator. In: Neurobiology (Bp). 6(1)/1998. Akadémiai Kiadó, S. 59–74, ISSN 1216-8068
• Y. Kishi: Complete structure of maitotoxin. In: Pure & Applied Chemistry. 70(2)/1998. IUPAC, S. 339–344, ISSN 0033-4545
• A. Yokoyama, M. Murata, Y. Oshima, T. Iwashita, T. Yasumoto: Some chemical properties of maitotoxin, a putative calcium channel agonist isolated from a marine dinoflagellate. In: Journal of Biochemistry (Tokyo). 104(2)/1988. Japanese Biochemical Society, S. 184–187, ISSN 0021-924X