サイカシン

サイカシン
名前
	IUPAC名 ( Z )-1-[(β- D-グルコピラノシルオキシ)メチル]-2-メチルジアゼン2-オキシド
	体系的なIUPAC名 ( Z )-1-メチル-2-({[(2 S ,3 R ,4 S ,5 S ,6 R )-3,4,5-トリヒドロキシ-6-(ヒドロキシメチル)オキサン-2-イル]オキシ}メチル)ジアゼン 1-オキシド
	その他の名前 β- D -グルコシルオキシアゾキシメタン; メチルアゾキシメタノール β- D -グルコシド; ソテツグルコシド; [( Z )-メチル- ONN -アゾキシ]メチル β- D -グルコピラノシド
識別子
CAS番号	14901-08-7 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
チェビ	チェビ:チェビ:17074;
ケムスパイダー	4573631;
ケッグ	C01418;
メッシュ	D003492
パブケム CID	5459896;
ユニ	9H51HL0E1D ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID2057574;
	InChI InChI=1S/C8H16N2O7/c1-10(15)9-3-16-8-7(14)6(13)5(12)4(2-11)17-8/h4-8,11-14H、 2-3H2,1H3/b10-9-/t4-,5-,6+,7-,8-/m1/s1 キー: YHLRMABUJXBLCK-LBCXAKKBSA-N; InChI=1/C8H16N2O7/c1-10(15)9-3-16-8-7(14)6(13)5(12)4(2-11)17-8/h4-8,11-14H、 2-3H2,1H3/b10-9-/t4-,5-,6+,7-,8-/m1/s1 キー: YHLRMABUJXBLCK-LBCXAKKBSA;
	笑顔 [O-]/[N+](=N/CO[C@@H]1O[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O )CO)C;
プロパティ
化学式	Ｃ8Ｈ16Ｎ2Ｏ7
モル質量	252.223 グラムモル−1
水への溶解度	56.6グラム/リットル
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。インフォボックス参照

シカシンは、ソテツ（ Cycas revolutaやZamia pumilaなど）に含まれる発がん性および神経毒性のあるグルコシドです。中毒症状には、嘔吐、下痢、脱力、発作、肝毒性などがあります。代謝状態では、シカシンはグルコースとメチルアゾキシメタノール（MAM）に加水分解され、後者はホルムアルデヒドとジアゾメタンに解離します。^[3]

これは肝毒性とザミア・スタッガースを引き起こし、ソテツの葉や他の部分を食べることで牛に致命的な神経疾患を引き起こします。^[4]

出典

サイカシンは、既知のソテツ属すべてに存在し、植物の体全体に分布していますが、種子に最も多く含まれています。サイカシンは、神経毒性アミノ酸であるBMAAとともに、ソテツ植物に含まれるいくつかの毒素の 1 つです。これらの毒素の起源と生物学的役割は不明であり、毒性物質の濃度と、植物を食べる動物に観察される草食動物の種類との間には統計的に有意な相関関係が見られないようです。^[5]^[6]

メチル-ONN-アゾキシメタノールβ-D-グルコシルトランスフェラーゼ酵素は、UDP-グルコースとメチル-ONN-アゾキシメタノールの2つの基質を使用してUDPとシカシンを生成します。^[7]

生態学的重要性

幼虫がZ. pumilaを餌とする蝶Eumaeus atalaは、その餌の結果として毒を含んでいる。^[8]

サゴの存在

サゴを生産するには、ソテツの果肉からシカシンやその他のソテツ毒素を取り除く必要があります。ソテツの果肉、種子、根は、まず乾燥され、細かい粉末に粉砕され、沸騰したお湯に浸されます。その後、水を切ると、デンプン質が残り、毒性物質が浸出されます。抽出されたデンプンは、細かい粉末が得られるまで、乾燥と粉砕を交互に行います。この粉砕と浸出のプロセスを繰り返すことで、シカシンが可能な限り残らないようにします。^[9]

構造

シカシンは、β位にメチルアゾキシメタノール置換基を有するグルコース由来の配糖体です。

アゾキシ基の立体化学は（Z）（または酸素を除去してアゾ基を形成する場合はトランス（E））である。^[10]

毒性

シカシンの経口LD50は500 mg/kgである。^[11]シカシンを注射で摂取しても、永続的な悪影響は生じない。^[12]そのため、摂取してもすぐには死に至ることはないが、肝臓や神経にさまざまな問題を引き起こし、長期暴露すると癌を引き起こす。シカシンの毒性のメカニズムは、腸内にあるβ-グルコシダーゼ酵素に依存している。β-グルコシダーゼで処理すると、シカシンはメチルアゾキシメタノール（MAM）を放出し、これが自然に分解してホルムアルデヒドとメチルジアゾニウムを形成する。放出されるホルムアルデヒドの量は毒性を引き起こすには少なすぎるが、メチルジアゾニウムは強力なメチル化剤である。この分子が存在するとDNAがメチル化され、長期的な損傷を引き起こし、癌を引き起こす可能性がある。^[3]

症状

シカシン中毒の初期症状は嘔吐、吐き気、腹痛、下痢です。中毒の後期には肝機能障害が現れる。 ^[13]

ザミアはよろめく

ソテツの生の葉、実、粉を摂取した家畜は、中南米原産のソテツ属ザミアにちなんで名付けられたザミアよろめきと呼ばれる神経症候群を発症する。臨床的には、体重減少に続いて後肢が横に揺れ、後肢の筋力低下、運動失調、固有受容覚障害を伴い、脳、脊髄、脊髄後根神経節の脱髄と軸索変性を引き起こすという特徴がある。^[4]

リチコ・ボディグ病との関連が疑われる

リチコ・ボディグ病は、側索硬化症・パーキンソン症候群・認知症としても知られ、グアム島のチャモロ人にのみ発症する原因不明の神経変性疾患で、筋萎縮性側索硬化症（ALS）とパーキンソン症候群の両方の特徴を持っています。筋萎縮、顎顔面麻痺、発話や嚥下ができない、認知症が特徴です。この病気はすべての症例で致命的であり、病気の後期には横隔膜と呼吸補助筋が麻痺します。^[14]

チャモロ先住民の食生活を観察した結果、いわゆる「ソテツ仮説」が生まれた。在来のソテツの一種であるCycas micronesicaの種子から調製したデンプンは、サゴのような粉であるファダンの製造に使用され、チャモロ人の食生活の主要部分を占めている。種子にはこの植物に含まれる毒素が最も多く含まれているため、加工が不十分なファダンの摂取に関連する食生活上の説明が、先住民を中毒にしているという説が提唱された。動物モデルで病気の症状を再現できなかったため、この説は却下された。^[14]当初のソテツ仮説は却下されたが、チャモロ人の食生活の他の要素、具体的にはオオコウモリを観察した後、ポール・アラン・コックスとオリバー・サックスが仮説の修正版を提唱した。コウモリはソテツの種子を摂取することで脂肪にBMAA を蓄積し、神経毒の濃度が高くなる。^[15]

参照

参考文献

^ bD-グルコシルオキシアゾキシメタン、ChemSpider
^ 「化合物サイカシン（FDB018287）の表示 - FooDB」。
^ ab ラキュール、GL;スパッツ、M. (1968 年 11 月)。「サイカシンの毒性学」。がん研究。28 (11): 2262–2267。PMID 4881504。
^ ab Reams, Rachel Y.; Janovitz, Evan B.; Robinson, Farrel R.; Sullivan, John M.; Casanova, Carlos Rivera; Más, Edwin (1993 年 7 月)。「プエルトリコの乳牛群におけるソテツ中毒」。Journal of Veterinary Diagnostic Investigation。5 (3): 488–494。doi : 10.1177 /104063879300500337。PMID 8373871。
^ Moretti, A.; Sabato, S.; Gigliano, G.Siniscalco (1983年1月). 「ソテツにおけるメチルアゾキシメタノール配糖体の分類学的意義」. Phytochemistry . 22 (1): 115–117. Bibcode :1983PChem..22..115M. doi :10.1016/S0031-9422(00)80069-2.
^ カスティージョ＝ゲバラ、シトラリ;リコ＝グレイ、ビクター（2003 年 7 月）。「対草食動物防御としてのソテツにおけるマクロザミンとサイカシンの役割」。トーリー植物協会のジャーナル。130 (3): 206.土井:10.2307/3557555。JSTOR 3557555。
^ Tadera K, Yagi F, Arima M, Kobayashi A (1985). 「ソテツの葉由来UDP-グルコシルトランスフェラーゼによるメチルアゾキシメタノールからのシカシンの形成」Agric. Biol. Chem . 49 (9): 2827–2828. doi : 10.1271/bbb1961.49.2827 .
^ロスチャイルド、ミリアム; ナッシュ、ロバート J.; ベル、E. アーサー(1986 年 7 月)。「絶滅危惧種の蝶 Eumaeus atala florida に含まれるサイカシン」。植物化学。25 ( 8): 1853–1854。Bibcode :1986PChem..25.1853R。doi :10.1016/S0031-9422(00 ) 81161-9。
^ Whiting, Marjorie Grant (1963年10月). 「ソテツの毒性」. Economic Botany . 17 (4): 270–302. doi :10.1007/BF02860136. S2CID 31799259.
^ 川南正之; 川野郁; 小林明; 田寺健; 八木文雄; 川野聡 (1981 年 11 月 15 日). 「シカシン (メチル-ONN-アゾキシ) メチル β-D-グルコピラノシドの基本構造」. Acta Crystallographica Section B: 構造結晶学および結晶化学. 37 (11): 2026–2029. Bibcode :1981AcCrB..37.2026K. doi :10.1107/S0567740881007887.
^ Sax, N Irving; Feiner, Benjamin (1984).工業材料の危険な性質（第6版）. ニューヨーク：Van Nostrand Reinhold. p. 828. ISBN 0442283040。
^ Whiting, Marjorie Grant (1963年1月1日). 「ソテツの毒性」. Economic Botany . 17 (4): 270–302. doi :10.1007/bf02860136. JSTOR 4252455. S2CID 31799259.
^ 「植物毒素誘発性肝障害の症状 - Cycasin - RightDiagnosis.com」。www.rightdiagnosis.com。Healthgrades。
^ ab Bradley, Walter G.; Mash, Deborah C. (2009 年 11 月 25 日). 「グアムを超えて: ALS およびその他の神経変性疾患の原因に関するシアノバクテリア/BMAA 仮説」.筋萎縮性側索硬化症. 10 (sup2): 7–20. doi :10.3109/17482960903286009. PMID 19929726. S2CID 41622254.
^ Cox PA, Banack SA, Murch SJ (2003). 「グアムのチャモロ人におけるシアノバクテリア神経毒の生物濃縮と神経変性疾患」PNAS . 100 (23): 13380–13383. Bibcode :2003PNAS..10013380C. doi : 10.1073/pnas.2235808100 . PMC 263822. PMID 14612559 .

[1] D-グルコシルオキシアゾキシメタン、ChemSpider

[2] 「化合物サイカシン（FDB018287）の表示 - FooDB」。

[Laq-3] ラキュール、GL;スパッツ、M. (1968 年 11 月)。「サイカシンの毒性学」。がん研究。28 (11): 2262–2267。PMID 4881504。

[Zam-4] Reams, Rachel Y.; Janovitz, Evan B.; Robinson, Farrel R.; Sullivan, John M.; Casanova, Carlos Rivera; Más, Edwin (1993 年 7 月)。「プエルトリコの乳牛群におけるソテツ中毒」。Journal of Veterinary Diagnostic Investigation。5 (3): 488–494。doi : 10.1177 /104063879300500337。PMID 8373871。

[5] Moretti, A.; Sabato, S.; Gigliano, G.Siniscalco (1983年1月). 「ソテツにおけるメチルアゾキシメタノール配糖体の分類学的意義」. Phytochemistry . 22 (1): 115–117. Bibcode :1983PChem..22..115M. doi :10.1016/S0031-9422(00)80069-2.

[6] カスティージョ＝ゲバラ、シトラリ;リコ＝グレイ、ビクター（2003 年 7 月）。「対草食動物防御としてのソテツにおけるマクロザミンとサイカシンの役割」。トーリー植物協会のジャーナル。130 (3): 206.土井:10.2307/3557555。JSTOR 3557555。

[7] Tadera K, Yagi F, Arima M, Kobayashi A (1985). 「ソテツの葉由来UDP-グルコシルトランスフェラーゼによるメチルアゾキシメタノールからのシカシンの形成」Agric. Biol. Chem . 49 (9): 2827–2828. doi : 10.1271/bbb1961.49.2827 .

[8] ^ロスチャイルド、ミリアム; ナッシュ、ロバート J.; ベル、E. アーサー(1986 年 7 月)。「絶滅危惧種の蝶 Eumaeus atala florida に含まれるサイカシン」。植物化学。25 ( 8): 1853–1854。Bibcode :1986PChem..25.1853R。doi :10.1016/S0031-9422(00 ) 81161-9。

[9] Whiting, Marjorie Grant (1963年10月). 「ソテツの毒性」. Economic Botany . 17 (4): 270–302. doi :10.1007/BF02860136. S2CID 31799259.

[10] 川南正之; 川野郁; 小林明; 田寺健; 八木文雄; 川野聡 (1981 年 11 月 15 日). 「シカシン (メチル-ONN-アゾキシ) メチル β-D-グルコピラノシドの基本構造」. Acta Crystallographica Section B: 構造結晶学および結晶化学. 37 (11): 2026–2029. Bibcode :1981AcCrB..37.2026K. doi :10.1107/S0567740881007887.

[11] Sax, N Irving; Feiner, Benjamin (1984).工業材料の危険な性質（第6版）. ニューヨーク：Van Nostrand Reinhold. p. 828. ISBN 0442283040。

[12] Whiting, Marjorie Grant (1963年1月1日). 「ソテツの毒性」. Economic Botany . 17 (4): 270–302. doi :10.1007/bf02860136. JSTOR 4252455. S2CID 31799259.

[13] 「植物毒素誘発性肝障害の症状 - Cycasin - RightDiagnosis.com」。www.rightdiagnosis.com。Healthgrades。

[Bradley-14] Bradley, Walter G.; Mash, Deborah C. (2009 年 11 月 25 日). 「グアムを超えて: ALS およびその他の神経変性疾患の原因に関するシアノバクテリア/BMAA 仮説」.筋萎縮性側索硬化症. 10 (sup2): 7–20. doi :10.3109/17482960903286009. PMID 19929726. S2CID 41622254.

[Cox1-15] Cox PA, Banack SA, Murch SJ (2003). 「グアムのチャモロ人におけるシアノバクテリア神経毒の生物濃縮と神経変性疾患」PNAS . 100 (23): 13380–13383. Bibcode :2003PNAS..10013380C. doi : 10.1073/pnas.2235808100 . PMC 263822. PMID 14612559 .