刺尾魚毒素

刺尾鯛毒素（英語：Maitotoxin，簡稱MTX）是一種由甲藻門中的崗比甲藻（Gambierdiscus toxicus）產生的劇毒物質。這種化合物是目前人類發現的毒性最強的非蛋白質類毒素：對小鼠的LD₅₀僅為50ng/kg，只需0.13µg/kg的腹膜注射便可致死。^[1] 刺尾鯛毒素常與西加魚毒素一同存在，並共同引起西加魚毒中毒。^[2] 刺尾鯛毒素最早被分離於一種能引起西加魚毒中毒的刺尾魚科魚類櫛齒刺尾鯛；這種魚在大溪地語被稱為「maito」，因此該毒素得名「maitotoxin」。後來人們則發現它實際上是由崗比甲藻產生的，經食物鏈蓄積於各種不同品種的魚類體內都有此毒素存在。^[3]

刺尾魚毒素
IUPAC名 Disodium (12S,14aR,15aS,16aR,17aS,18Z,110aR,111aS,112aR,113aS,114aR,116R,117R,118aS,119aR,121aS,122aR,123aS,124aR,125aS,126aR,127aS,22S,24aR,25aS,26aR,27aS,28aR,29aS,211R,212R,213aR,214S,214aS,215aR,217aS,218aR,219aS,32R,33R,34aS,36S,37R,38R,38aS,5R,7R,82S,83R,84aS,86R,87R,88R,88aS,92R,93R,94R,94aS,95aS,96aR,97aS,98R,99R,910S,911aR,912aS,913aR,914R,914aR,11S,12R,132S,133R,134S,134aS,135aR,136aS,137aR,138S,138aS,1310S,1311R,1312aR,1313aS,1314aR,1315aS,1317R,1317aR)-12-[(1S,2R,4R,5S)-1,2-dihydroxy-4,5-dimethyloct-7-en-1-yl]-117,211,214,33,37,38,5,7,83,87,88,93,94,98,914,11,12,133,134,138,1311,1317-docosahydroxy-14a,15a,16a,114a,116,119a,121a,122a,25a,27a,29a,214a,217a,1313a,1315a-pentadecamethyl-132-[(2R,3R,4R,7S,8R,9R,11R,13E)-3,8,11,15-tetrahydroxy-4,9,13-trimethyl-12-methylidene-7-(sulfonatooxy)pentadec-13-en-2-yl]-13,14,14a,15a,16,16a,17a,110,110a,111a,112,112a,113a,114,114a,116,117,118,118a,119a,120,121,121a,122a,123,123a,124a,125,125a,126a,127,127a,22,23,24,24a,25a,26,26a,27a,28,28a,29a,210,211,212,213a,214,214a,215a,216,217,217a,218a,219,219a,32,33,34,34a,36,37,38,38a,82,83,84,84a,86,87,88,88a,93,94,94a,95a,96,96a,97a,98,99,910,911a,912,912a,913a,914,914a,133,134,134a,135a,136,136a,137a,138,138a,1310,1311,1312,1312a,1313a,1314,1314a,1315a,1316,1317,1317a-octahectahydro-12H,92H,132H-1(16)-pyrano[2′′′ ′,3′′′ ′:5′′′,6′′′]pyrano[2′′′,3′′′:6′′,7′′]oxepino[2′′,3′′:5′,6′]pyrano[2′,3′:5,6]pyrano[3,2-b]pyrano[2′′′,3′′′:5′′,6′′]pyrano[2′′,3′′:5′,6′]pyrano[2′,3′:5,6]pyrano[2,3-g]oxocina-2(2,12)-bis(pyrano[2′′,3′′:5,6]pyrano[2′,3′:5,6]pyrano)[3,2-b:2′,3′-f]oxepina-13(10)-pyrano[3,2-b]pyrano[2′′′,3′′′:5′′,6′′]pyrano[2′′,3′′:5′,6′]pyrano[2′,3′:5,6]pyrano[2,3-f]oxepina-9(2,10)-dipyrano[2,3-e:2′,3′-e′]pyrano[3,2-b:5,6-b′]dipyrana-3,8(2,6)-bis(pyrano[3,2-b]pyrana)tridecaphan-99-yl sulfate
識別
CAS號	59392-53-9  Y
ChemSpider	25991548
SMILES	C[C@H](CC[C@@H]([C@@H]([C@H](C)C[C@H](C(=C)/C(=C/CO)/C)O)O)OS(=O)(=O)[O-])[C@H]([C@@H](C)[C@H]1[C@@H]([C@@H]([C@H]2[C@H](O1)[C@@H](C[C@]3([C@H](O2)C[C@H]4[C@H](O3)C[C@]5([C@H](O4)[C@H]([C@H]6[C@H](O5)C[C@H]([C@H](O6)[C@@H]([C@H](C[C@H]7[C@@H]([C@@H]([C@H]8[C@H](O7)C[C@H]9[C@H](O8)C[C@H]1[C@H](O9)[C@H]([C@@H]2[C@@H](O1)[C@@H]([C@H]([C@@H](O2)[C@H]1[C@@H]([C@H]([C@H]2[C@@H](O1)C[C@H]([C@@H](O2)[C@@H](C[C@H](C[C@H]1[C@@H]([C@H]([C@H]2[C@@H](O1)C[C@H]([C@@H](O2)[C@H]1[C@@H](C[C@]2([C@H](O1)[C@@H]([C@]1([C@H](O2)C[C@]2([C@H](O1)CC[C@]1([C@H](O2)C[C@]2([C@H](O1)C[C@H]1[C@H](O2)CC[C@H](O1)[C@]1([C@@H](C[C@H]2[C@](O1)(C[C@H]1[C@](O2)(CC[C@]2([C@H](O1)C[C@H]1[C@](O2)(C[C@H]2[C@H](O1)C/C=C\[C@H]1[C@H](O2)C[C@H]2[C@](O1)(C[C@]1([C@H](O2)C[C@H]2[C@](O1)(CC[C@H](O2)[C@H]([C@@H](C[C@@H](C)[C@@H](C)CC=C)O)O)C)C)C)C)C)C)C)O)C)C)C)C)C)O)C)O)O)O)O)O)O)O)O)O)O)O)O)O)OS(=O)(=O)[O-])O)O)O)O)C)C)O)O)O)O.[Na+].[Na+]
InChI	1/C164H258O68S2.2Na/c1-24-26-65(2)68(5)41-74(168)117(179)85-33-36-152(11)106(203-85)55-109-162(21,231-152)64-161(20)105(210-109)51-89-83(220-161)28-25-27-82-99(199-89)59-157(16)108(202-82)56-107-153(12,230-157)39-38-151(10)112(211-107)61-158(17)111(224-151)54-101(176)163(22,232-158)103-32-31-84-90(204-103)53-110-156(15,219-84)62-113-150(9,223-110)37-34-102-155(14,225-113)63-114-164(23,227-102)147(192)149-159(18,226-114)58-81(175)134(218-149)133-79(173)47-93-136(216-133)120(182)119(181)92(200-93)44-72(166)43-76(170)131-77(171)46-94-137(214-131)122(184)124(186)143(207-94)145-126(188)125(187)144-146(217-145)128(190)139-97(208-144)50-88-87(206-139)49-96-138(205-88)127(189)141(229-234(196,197)198)95(201-96)45-75(169)118(180)132-78(172)48-98-140(215-132)129(191)148-160(19,221-98)60-100-91(209-148)52-104-154(13,222-100)57-80(174)135-142(212-104)123(185)121(183)130(213-135)71(8)115(177)67(4)29-30-86(228-233(193,194)195)116(178)69(6)42-73(167)70(7)66(3)35-40-165;;/h24-25,28,35,65,67-69,71-149,165-192H,1,7,26-27,29-34,36-64H2,2-6,8-23H3,(H,193,194,195)(H,196,197,198);;/q;2*+1/p-2/b28-25-,66-35+;;/t65-,67+,68+,69+,71+,72+,73+,74+,75-,76+,77+,78+,79+,80+,81+,82+,83-,84+,85-,86-,87-,88+,89+,90-,91-,92-,93-,94-,95-,96+,97-,98+,99-,100+,101+,102+,103-,104+,105-,106-,107+,108-,109+,110+,111-,112-,113+,114+,115+,116+,117-,118+,119-,120+,121+,122+,123-,124+,125+,126+,127+,128+,129-,130-,131-,132-,133+,134+,135+,136+,137+,138+,139-,140+,141-,142-,143+,144-,145+,146+,147-,148+,149+,150-,151+,152+,153-,154-,155-,156-,157+,158+,159-,160-,161+,162-,163+,164+;;/m0../s1
InChIKey	NWQUHAJRFNRIIU-NHOVDTRNBI
性質
化學式	C164H256O68S2Na2
摩爾質量	3425.85618 g/mol g·mol⁻¹
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

毒性作用機理

刺尾鯛毒素激活Ca²⁺通透性非選擇性陽離子通道（鈣通道），使得Ca²⁺內流，細胞內濃度急劇上升。通常認為刺尾魚毒素會在這些離子通道上形成孔道。這會產生一系列的生理作用（如細胞膜去極化），並最終激活細胞死亡級聯反應，導致質膜發泡並最後使細胞溶解。^[4] 刺尾魚毒素還激活細胞質基質中由鈣激活型蛋白酶鈣激活酶-1與鈣激活酶-2，從而導致細胞壞死。^[5] 此外，有研究顯示刺尾魚毒素也能引起許多與細胞內鈣離子濃度沒有直接關係的生物效應，因此它的毒性很有可能還有其他未知的作用機理。^[6]

分子結構

刺尾鯛毒素的分子為32個環組成的稠環結構，具有32個含氧雜環（環醚）、22個甲基、28個羥基和兩個硫酸酯基，其中硫酸酯基有着重要的生物學效應，對其毒性起到了決定性的作用。它是由生物產生的非蛋白，非多糖分子中最大的，最複雜的之一。^{[7][8][9][10]}

刺尾魚毒素的分子結構是由東北大學、哈佛大學和東京大學通過核磁共振及輔以質譜和化學合成確定的。然而，近年來Gallimore與Spencer等人在參照生物合成原理及水生生物聚醚的合成模型後認為目前的結構中的一個環形結（J-K環形結）有問題，因而懷疑整個結構的準確性。^[11] Nicolaou和Frederick則認為即使考慮到生物合成原理，目前的結構模型仍是正確的。^[12] 與此有關的爭議至今仍未解決。

刺尾鯛毒素的分子結構

生物合成

刺尾鯛毒素的生物合成的核心通過的是聚酮合酶路徑。^[11]