Mina_Mehr
17th May 2009, 10:33 PM
تتراتوتوكسین
( زهر در برابر غذا )
چه چیزی در سمندرآبی، بادكنك ماهی، هشت پای حلقه آبی، خرچنگ نعل اسبی، ستاره ی دریایی و كرم‌های پهن مشترك است؟
در بدن این جانوران، باكتری‌هایی زندگی می‌كنند كه یكی از مرگبارترین زهر های طبیعت را می‌سازند. این باكتری ها در برابر غذایی كه دریافت می‌كنند، میزبان خود را به دفاع شیمیایی كارآمدی مجهز می‌سازند. این زهر كه تتراتوتوكسین ( TTX ) نام دارد، 10 هزار بار از سیانید مرگبارتر است و ساختمان مولكولی بی‌مانندی دارد.
تتراتوتوكسین نخستین بار در دهه ی 1960 از سمندر آبی استخراج شد. وقتی شیمیدان‌ها ساختمان مولكولی آن را بررسی كردند ، متوجه شدند این زهر با تمام زهر هایی كه تا آن زمان با آن ها رو به رو شده بودند، تفاوت دارند. این تركیب، نه استروئید بود ، نه كربوهیدارت و نه آلكالوئید. حتی از اسید آمینه های شناخته شده هم نبود : مولكول كوچكی كه ساختمان قفس مانند بی‌نظیری دارد و بر دستگاه عصبی تاثیر می‌گذارد و سه اتم هیدروژن عامل پیامدهای هولناك آن هستند. این سه اتم با كمك یك دیگر یك گروه گوانیدیوم را می‌سازند .
وقتی زهر به بدن قربانی وارد می‌شود با اثر بر كانال‌های سدیم سلول‌های عصبی را از كار می‌اندازد. گروه گوانیدیم به طور محكم به ورودی كانال متصل می‌شود. به عبارت دیگر، این مولكول همانند درپوشی عمل می‌كند كه به طور برگشت پذیر روی دهانه ی كانال‌های سدیمی آكسون‌های عصب قرار می‌گیرد و از پیام رسانی عصبی جلوگیری می‌كند. در واقع TTX ، مانند كلیدی كه به نادرست درون قفلی شده است و به آسانی هم بیرون نمی‌آید، كانال‌های سدیمی را می‌بندد و به این ترتیب ، از جابه‌جایی یون‌های سدیم از خلال غشای پلا سمایی سلول‌های عصبی جلوگیری می‌كند . یادآور می‌شود كه جریان یون‌های سدیم برای جابه‌جایی عادی پیام عصبی ضروری است.
قربان یان زهر بادكنك ماهی یا شناگری كه مورد گزش هشت پای حلقه آبی قرار گرفته است، در آغاز پیرامون د هان خود احساس سوزش می‌كند. این احساس به سرعت به سرتاسر بدن گسترش می‌یابد و با فلج شدن، احساس گرما، حالت تهوع و لرز همراه می‌شود. اما چون TTX نمی‌تواند از سد خونی مغزی بگذرد ، با وجودی كه عصب های محیطی قربانی از كار می‌افتند، او هوشیاری خود را حفظ می‌كند. اغلب قربانیان چند ساعت یا چند روز پس از این كه این زهر كانال‌های سدیمی را مسدود كرد، می‌میرند.
چگونه آفریدگانی كه بر شاخه‌های گوناگون درخت زندگی قرار می‌گیرند، جداگانه این نوع دفا ع نامعمول را به وجود آورده‌اند؟ در سال 1984 ، «موشر» و «فرد فورمن» پیشنهاد كردند همه گونه ه ای دارای TTX ، با میكروب ناشناخته‌ای رابطه ی همزیستی دارند كه عامل جنگ افزار مولكولی نامعمول این جانوران است. پیشنهاد این شیمیدان‌های آمریكایی را دو شیمیدان ژاپنی به نام‌های «تاك ا ش ی نوگوچی» و «تامائو یاسوموتو» جدی گرفتند . آنان چند گونه باكتری دریایی پیدا كردند كه مقدار كمی TTX تولید می‌كردند.
اما مخالفان این نظریه عنوان كردند كه مقدار زهری كه این میكروب‌ها در آزمایشگاه تولید می‌كنند، آن اندازه كم است كه میزان زهری را كه به طور معمول در بدن بادكنك ماهی‌ها و دیگر گونه‌های دارای TTX یافت می‌شود، توجیه نمی‌كند. بسیاری از پژوهشگران به جای پذیرفتن فرضیه ی همزیستی موشر، به فرضیه ی «زنجیره ی غذایی آلوده» روی آوردند: همانند DDT كه طی زنجیره‌های غذایی در پیكر جانوران بالای زنجیره جمع می شود ، TTX از خلال شبكه‌ای از جانداران ایمن از TTX كه از یكدیگر تغذیه می‌كنند، می‌گذرد و در بافت‌های مصرف كنندگان بعدی انباشته می‌شود . این فرضیه به عنوان تنها راه توضیح غلظت بالای TTX در بعضی گونه‌های شكارچی پذیرفته شد.
اما در سال 1997 گروهی از زیست‌شناسان كره جنوبی به رهبری «میونك جالی» شاهدی بر تأیید نظریه ی همزیستی به دست آوردند. این گروه ، باكتری‌هایی در روده ی بادكنك ماهی پیدا كردند كه به‌راستی كارخانه ی جنگ افزار شیمیایی این جانور را می‌سازند. وقتی این باكتریها كه Vibrio LM-1 نامیده شدند، روی محیط كشت قرار گرفتند، TTX تولید كردند. پس از این كشف ، این باكتریها در پیكر جانوران زهری دیگر نیز كشف شدند. به این ترتیب، فرضیه ی همزیستی ثابت شد. اما آیا باكتری‌هایی كه TTX تولید می‌كنند، همزیست‌های مهربانی هستند كه با جانور میزبان خود همكاری صمیمانه‌ای دارند یا آنان قاتلان فرصت طلبی هستند ؟
اغلب جانوران دریایی قربانیان این قاتلان بالفطره هستند . اما گروهی آموخته‌اند كه با آن ها زندگی كنند. اما چگونه است كه این باكتری های مهلك به میزبان خود آسیب نمی‌رسانند؟ به نظر می‌رسد، این میزبان‌ها طی رابطه ی همزیستی درازمدت خود با این باكتری ها نسبت به زهر آن ها پایدار شده‌اند. برای مثال، در بادكنك ماهی پروتئین كانال سدیمی طوری جهش پیدا كرده است كه دیگر TTX نمی‌تواند به آن پیوند شود. به تازگی «كانیو یاماموری» از دانشگاه كیتاساتوی ژاپن پروتئین‌هایی را در خود بادكنك ماهی كشف كرده است كه به طور اختصاصی به TTX پیوند می‌شوند و به این ترتیب TTX سرگردان در خون را جارو می‌كنند. پروتئین‌های مشابهی در خرچنگ‌های نعل اسبی نیز كشف شده‌اند.
شكی نیست كه زهر مهلك این باكتریها ، جانور میزبان را به سلاح شیمیایی كارآمدی مجهز می‌سازد. باكتریها در برابر این هدیه نامعمول ، اما مفید، چه چیزی دریافت می‌كنند؟ پذیرفته‌ترین توجیه این است كه آن ها زهر را در برابر غذا مبادله می‌كنند. به نظر می‌رسد این باكتریها در آب دریا به صورت آزاد نیز زندگی می‌كنند. اما با لانه گزیدن در روده ی بادكنك ماهی یا غده‌های بزاقی هشت پای حلقه آبی، از امكانات غذایی مناسبی بهره‌مند می‌شوند و در برابر این میزبانی سودمند، دفاع شیمیایی كارآمدی برای میزبان‌های خود فراهم می‌سازند. بدون شك در این محیط سرشار از غذاهای آماده، آن ها زهر بیش تری تولید می‌كنند .
پرسشی كه برجای می‌ماند این است كه چرا این باكتریها طی تكامل توان تولید TTX را به دست آورده‌اند؟ برخی براین باوراند كه آن ها ممكن است از این زهر برای رقابت با سایر میكروب‌ها استفاده می كنند. اما موشر و همكارانش با بررسی فعالیت ضد باكتری احتمالی این مولكول ، در آزمایشگاه به نتیجه رسیدند كه این نظر نادرست است؛ TTX روی بیش‌تر باكتریها اثر مهاركننده‌ای نداشت. «پیتر آندرسون» ، عصب شناس دانشگاه فلوریدا ، پذیرفته شده ترین توجیه را پیشنهاد كرده است . به نظر او TTX یك فرآورده ی جانبی سوخت و ساز باكتری است، فرآورده جانبی كه برای باكتری غذای آماده و برای میزبان دفاع كارآمد فراهم می‌كند.
منبع:
Furlow, B. "the Freelance Poisoner." New Scientist 169.2274 (20 January
ghorboone khoda beram ba in khelghatesh...............................DR_mina@ };-
( زهر در برابر غذا )
چه چیزی در سمندرآبی، بادكنك ماهی، هشت پای حلقه آبی، خرچنگ نعل اسبی، ستاره ی دریایی و كرم‌های پهن مشترك است؟
در بدن این جانوران، باكتری‌هایی زندگی می‌كنند كه یكی از مرگبارترین زهر های طبیعت را می‌سازند. این باكتری ها در برابر غذایی كه دریافت می‌كنند، میزبان خود را به دفاع شیمیایی كارآمدی مجهز می‌سازند. این زهر كه تتراتوتوكسین ( TTX ) نام دارد، 10 هزار بار از سیانید مرگبارتر است و ساختمان مولكولی بی‌مانندی دارد.
تتراتوتوكسین نخستین بار در دهه ی 1960 از سمندر آبی استخراج شد. وقتی شیمیدان‌ها ساختمان مولكولی آن را بررسی كردند ، متوجه شدند این زهر با تمام زهر هایی كه تا آن زمان با آن ها رو به رو شده بودند، تفاوت دارند. این تركیب، نه استروئید بود ، نه كربوهیدارت و نه آلكالوئید. حتی از اسید آمینه های شناخته شده هم نبود : مولكول كوچكی كه ساختمان قفس مانند بی‌نظیری دارد و بر دستگاه عصبی تاثیر می‌گذارد و سه اتم هیدروژن عامل پیامدهای هولناك آن هستند. این سه اتم با كمك یك دیگر یك گروه گوانیدیوم را می‌سازند .
وقتی زهر به بدن قربانی وارد می‌شود با اثر بر كانال‌های سدیم سلول‌های عصبی را از كار می‌اندازد. گروه گوانیدیم به طور محكم به ورودی كانال متصل می‌شود. به عبارت دیگر، این مولكول همانند درپوشی عمل می‌كند كه به طور برگشت پذیر روی دهانه ی كانال‌های سدیمی آكسون‌های عصب قرار می‌گیرد و از پیام رسانی عصبی جلوگیری می‌كند. در واقع TTX ، مانند كلیدی كه به نادرست درون قفلی شده است و به آسانی هم بیرون نمی‌آید، كانال‌های سدیمی را می‌بندد و به این ترتیب ، از جابه‌جایی یون‌های سدیم از خلال غشای پلا سمایی سلول‌های عصبی جلوگیری می‌كند . یادآور می‌شود كه جریان یون‌های سدیم برای جابه‌جایی عادی پیام عصبی ضروری است.
قربان یان زهر بادكنك ماهی یا شناگری كه مورد گزش هشت پای حلقه آبی قرار گرفته است، در آغاز پیرامون د هان خود احساس سوزش می‌كند. این احساس به سرعت به سرتاسر بدن گسترش می‌یابد و با فلج شدن، احساس گرما، حالت تهوع و لرز همراه می‌شود. اما چون TTX نمی‌تواند از سد خونی مغزی بگذرد ، با وجودی كه عصب های محیطی قربانی از كار می‌افتند، او هوشیاری خود را حفظ می‌كند. اغلب قربانیان چند ساعت یا چند روز پس از این كه این زهر كانال‌های سدیمی را مسدود كرد، می‌میرند.
چگونه آفریدگانی كه بر شاخه‌های گوناگون درخت زندگی قرار می‌گیرند، جداگانه این نوع دفا ع نامعمول را به وجود آورده‌اند؟ در سال 1984 ، «موشر» و «فرد فورمن» پیشنهاد كردند همه گونه ه ای دارای TTX ، با میكروب ناشناخته‌ای رابطه ی همزیستی دارند كه عامل جنگ افزار مولكولی نامعمول این جانوران است. پیشنهاد این شیمیدان‌های آمریكایی را دو شیمیدان ژاپنی به نام‌های «تاك ا ش ی نوگوچی» و «تامائو یاسوموتو» جدی گرفتند . آنان چند گونه باكتری دریایی پیدا كردند كه مقدار كمی TTX تولید می‌كردند.
اما مخالفان این نظریه عنوان كردند كه مقدار زهری كه این میكروب‌ها در آزمایشگاه تولید می‌كنند، آن اندازه كم است كه میزان زهری را كه به طور معمول در بدن بادكنك ماهی‌ها و دیگر گونه‌های دارای TTX یافت می‌شود، توجیه نمی‌كند. بسیاری از پژوهشگران به جای پذیرفتن فرضیه ی همزیستی موشر، به فرضیه ی «زنجیره ی غذایی آلوده» روی آوردند: همانند DDT كه طی زنجیره‌های غذایی در پیكر جانوران بالای زنجیره جمع می شود ، TTX از خلال شبكه‌ای از جانداران ایمن از TTX كه از یكدیگر تغذیه می‌كنند، می‌گذرد و در بافت‌های مصرف كنندگان بعدی انباشته می‌شود . این فرضیه به عنوان تنها راه توضیح غلظت بالای TTX در بعضی گونه‌های شكارچی پذیرفته شد.
اما در سال 1997 گروهی از زیست‌شناسان كره جنوبی به رهبری «میونك جالی» شاهدی بر تأیید نظریه ی همزیستی به دست آوردند. این گروه ، باكتری‌هایی در روده ی بادكنك ماهی پیدا كردند كه به‌راستی كارخانه ی جنگ افزار شیمیایی این جانور را می‌سازند. وقتی این باكتریها كه Vibrio LM-1 نامیده شدند، روی محیط كشت قرار گرفتند، TTX تولید كردند. پس از این كشف ، این باكتریها در پیكر جانوران زهری دیگر نیز كشف شدند. به این ترتیب، فرضیه ی همزیستی ثابت شد. اما آیا باكتری‌هایی كه TTX تولید می‌كنند، همزیست‌های مهربانی هستند كه با جانور میزبان خود همكاری صمیمانه‌ای دارند یا آنان قاتلان فرصت طلبی هستند ؟
اغلب جانوران دریایی قربانیان این قاتلان بالفطره هستند . اما گروهی آموخته‌اند كه با آن ها زندگی كنند. اما چگونه است كه این باكتری های مهلك به میزبان خود آسیب نمی‌رسانند؟ به نظر می‌رسد، این میزبان‌ها طی رابطه ی همزیستی درازمدت خود با این باكتری ها نسبت به زهر آن ها پایدار شده‌اند. برای مثال، در بادكنك ماهی پروتئین كانال سدیمی طوری جهش پیدا كرده است كه دیگر TTX نمی‌تواند به آن پیوند شود. به تازگی «كانیو یاماموری» از دانشگاه كیتاساتوی ژاپن پروتئین‌هایی را در خود بادكنك ماهی كشف كرده است كه به طور اختصاصی به TTX پیوند می‌شوند و به این ترتیب TTX سرگردان در خون را جارو می‌كنند. پروتئین‌های مشابهی در خرچنگ‌های نعل اسبی نیز كشف شده‌اند.
شكی نیست كه زهر مهلك این باكتریها ، جانور میزبان را به سلاح شیمیایی كارآمدی مجهز می‌سازد. باكتریها در برابر این هدیه نامعمول ، اما مفید، چه چیزی دریافت می‌كنند؟ پذیرفته‌ترین توجیه این است كه آن ها زهر را در برابر غذا مبادله می‌كنند. به نظر می‌رسد این باكتریها در آب دریا به صورت آزاد نیز زندگی می‌كنند. اما با لانه گزیدن در روده ی بادكنك ماهی یا غده‌های بزاقی هشت پای حلقه آبی، از امكانات غذایی مناسبی بهره‌مند می‌شوند و در برابر این میزبانی سودمند، دفاع شیمیایی كارآمدی برای میزبان‌های خود فراهم می‌سازند. بدون شك در این محیط سرشار از غذاهای آماده، آن ها زهر بیش تری تولید می‌كنند .
پرسشی كه برجای می‌ماند این است كه چرا این باكتریها طی تكامل توان تولید TTX را به دست آورده‌اند؟ برخی براین باوراند كه آن ها ممكن است از این زهر برای رقابت با سایر میكروب‌ها استفاده می كنند. اما موشر و همكارانش با بررسی فعالیت ضد باكتری احتمالی این مولكول ، در آزمایشگاه به نتیجه رسیدند كه این نظر نادرست است؛ TTX روی بیش‌تر باكتریها اثر مهاركننده‌ای نداشت. «پیتر آندرسون» ، عصب شناس دانشگاه فلوریدا ، پذیرفته شده ترین توجیه را پیشنهاد كرده است . به نظر او TTX یك فرآورده ی جانبی سوخت و ساز باكتری است، فرآورده جانبی كه برای باكتری غذای آماده و برای میزبان دفاع كارآمد فراهم می‌كند.
منبع:
Furlow, B. "the Freelance Poisoner." New Scientist 169.2274 (20 January
ghorboone khoda beram ba in khelghatesh...............................DR_mina@ };-