Батрахотоксин
Описание
Крошечные лягушки-листолазы Phyllobates terribilis – одни из самых опасных животных в мире. Их кожа выделяет сильнейший яд батрахотоксин, вызывающий паралич сердца, дыхательной мускулатуры и поражение нервной системы, причем в каждой лягушке его содержится на десятерых. Листолазы не вырабатывают батрахотоксин самостоятельно, а накапливают его с пищей, скорее всего, насекомыми. Во всяком случае, в лаборатории, на строго просчитанной диете, они теряют всю свою ядовитость.
Батрахотоксин впервые был выделен в 1963 году из представителей рода листолазов. К этому роду относится самый ядовитый из известных видов лягушек — ужасный листолаз (Phyllobates terribilis), обитающий в Южной Америке. В одной особи этого вида может находиться до 500 микрограмм токсина. Местные жители использовали яд листолазов для охоты — с его помощью отравляли наконечники стрел. Токсичная доза для мышей составляет примерно два микрограмма на килограмм веса.
Сейчас батрахотоксин применяется в исследованиях — с его помощью химики изучают динамику поведения натриевых каналов. Цель таких работ — поиск малых простых молекул, способных изменять состояние каналов. Поиск в базе данных Google Scholar выдает около 5,5 тысяч статей, связанных с активностью вещества. Но природные источники батрахотоксина ограничены: наиболее ядовитые листолазы имеют статус вымирающих или близких к уязвимому положению видов. Суммарный «природный ресурс» токсина в 2009 году составил менее 170 миллиграмм (в ранние годы его количество достигало грамма). Кроме того, токсин был найден в ряде жуков и птиц, но в небольших количествах (порядка микрограмм на особь).
Антидота против батрахотоксина не существует, он с той же летальностью действует на всех позвоночных (за исключением змей Liophis epinephelus, выработавших защиту), а между тем возникает вопрос: как же сами лягушки, накапливая мощный яд, не погибают? Чтобы выяснить это, исследователи из Университета штата Нью-Йорк поставили эксперименты на культурах крысиных мышечных клеток – результаты их работы представлены в статье, опубликованной журналом PNAS.
Химики из Стенфордского Университета впервые совершили полный синтез батрахотоксина, основного компонента яда лягушек-листолазов (род в семействе древолазов). Это вещество используется в исследованиях как активатор натриевых каналов в клеточных мембранах, одновременно являясь сильнейшим небелковым ядом со стероидной структурой. Синтез состоял из 24 препаративных стадий, что почти в два раза меньше, чем все предыдущие попытки получения соединения. Общий выход составил около двух миллиграм (0,25 процента от теоретического максимума).