モネンシン

モネンシンA
	IUPAC名 4-[2-[5-ethyl-5-[5-[6-hydroxy-6- (hydroxymethyl)-3,5-dimethyl-oxan-2-yl]- 3-methyl-oxolan-2-yl]oxolan-2-yl]- 9-hydroxy-2,8-dimethyl-1,6-dioxasp iro[4.5]dec-7-yl]-3-methoxy-2-methyl- pentanoic acid
	別称 monensic acid
識別情報
CAS登録番号	17090-79-8
PubChem	441145
ChemSpider	389937
UNII	906O0YJ6ZP
E番号	E714 (抗生物質)
KEGG	D08228
ChEBI	CHEBI:27617 ;
ChEMBL	CHEMBL256105
ATC分類	QA16QA06,QP51AH03 (WHO)
	SMILES O=C(O)[C@@H](C)[C@H](OC)[C@H](C)[C@H]5O[C@]1(O[C@@](C)(CC1)[C@@H]2O[C@@](CC)(CC2)[C@@H]4O[C@@H]([C@H]3O[C@@](O)(CO)[C@@H](C[C@@H]3C)C)C[C@@H]4C)C[C@H](O)[C@H]5C;
	InChI InChI=1S/C36H62O11/c1-10-34(31-20(3)16-26(43-31)28-19(2)15-21(4)36(41,18-37)46-28)12-11-27(44-34)33(8)13-14-35(47-33)17-25(38)22(5)30(45-35)23(6)29(42-9)24(7)32(39)40/h19-31,37-38,41H,10-18H2,1-9H3,(H,39,40)/t19-,20-,21+,22+,23-,24-,25-,26+,27+,28-,29+,30-,31+,33-,34-,35+,36-/m0/s1 Key: GAOZTHIDHYLHMS-KEOBGNEYSA-N ; InChI=1/C36H62O11/c1-10-34(31-20(3)16-26(43-31)28-19(2)15-21(4)36(41,18-37)46-28)12-11-27(44-34)33(8)13-14-35(47-33)17-25(38)22(5)30(45-35)23(6)29(42-9)24(7)32(39)40/h19-31,37-38,41H,10-18H2,1-9H3,(H,39,40)/t19-,20-,21+,22+,23-,24-,25-,26+,27+,28-,29+,30-,31+,33-,34-,35+,36-/m0/s1 Key: GAOZTHIDHYLHMS-KEOBGNEYBF;
特性
化学式	C36H62O11
モル質量	670.871g/mol
外観	solid state, white crystals
融点	104 °C, 377 K, 219 °F
水への溶解度	3x10−6 g/dm3 (20 °C)
溶解度	エタノール, アセトン, ジエチルエーテル, ベンゼン
関連する物質
関連する	抗生物質, イオノフォア
関連物質	モネンシンAメチルエステル
	特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

モネンシン (Monensin) はポリエーテル系抗生物質の一つ。ストレプトマイセス属のStreptomyces cinnamonensis から単離された^[1]。反芻動物の飼料に広く用いられる^[2]。

その構造はAgtarapらによって1967年に判明し、構造が明らかになった初めてのポリエーテル系抗生物質となった。最初の全合成は、1979年に岸義人らから報告された^[3]。

作用機構

モネンシンAはクラウンエーテルに類似したイオノフォアで、Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Ag⁺、Tl⁺等の一価の陽イオンと錯体を作りやすい^[4]^[5]。モネンシンAはNa⁺/H⁺のアンチポーターとして作用し、これらの陽イオンをカルボキシ基の負電荷で中和して脂質膜を通して運ぶと考えられていた。だが最近の研究では、カルボキシ基の負電荷を用いずに、陽イオンの正電荷を持ったまま膜を通過させる機構も提案されている^[6]。これによって、カルボキシ基を持たないモネンシン誘導体が持つ抗生物質活性も説明することができる。

モネンシンとその誘導体の抗菌性は、細胞膜を通して金属陽イオンを運ぶ能力に由来する^[7]。また、ゴルジ体やリソソームの膜に対して作用することで細胞内でのタンパク質輸送を妨害し、抗菌性、抗マラリア性、その他の活性を示す^[8]。

利用

主に牛肉や乳製品を犬コクシジウム症から防ぐために用いられる。また、プロピオン酸の生産を増加させて鼓腸症を防ぐ^[9]。モネンシン、モネンシンメチルエステル (MME) や、特にモネンシンデシルエステル (MDE) はイオン選択電極として用いられる^[10]^[11]^[12]。

毒性

哺乳類の細胞中でも若干の活性を持ち、従って一般的に毒性を持つ。特にウマでは、半数致死量は反芻動物の100分の1である。ウマのモネンシン中毒は死に至ることもあり、よく記録されている^[13]。

出典

^ Daniel Łowicki and Adam Huczyński (2013). “Structure and Antimicrobial Properties of Monensin A and Its Derivatives: Summary of the Achievements”. BioMed Research International 2013: 1–14. doi:10.1155/2013/742149.
^ Patrick Butaye, Luc A. Devriese, Freddy Haesebrouck "Antimicrobial Growth Promoters Used in Animal Feed: Effects of Less Well Known Antibiotics on Gram-Positive Bacteria" Clinical Microbiology Reviews, 2003, p. 175-188, Vol. 16. doi:10.1128/CMR.16.2.175-188.2003
^ Nicolaou, K. C.; E. J. Sorensen (1996). Classics in Total Synthesis. Weinheim, Germany: VCH. pp. 185–187. ISBN 3-527-29284-5
^ A. Huczyński, M. Ratajczak-Sitarz, A. Katrusiak, B. Brzezinski, "Molecular structure of the 1:1 inclusion complex of Monensin A lithium salt with acetonitrile", J. Mol. Struct., 2007, 871, 92-97, doi:10.1016/j.molstruc.2006.07.046
^ M. Pinkerton, L. K. Steinrauf, "Molecular structure of monovalent metal cation complexes of monensin", J. Mol. Biol., 1970 49(3), 533-546
^ Huczyński, Adam; Jan Janczak; Daniel Łowicki; Bogumil Brzezinski (2012). “Monensin A acid complexes as a model of electrogenic transport of sodium cation”. Biochim. Biophys. Acta 1818: 2108–2119. doi:10.1016/j.bbamem.2012.04.017.
^ A. Huczyński, J. Stefańska, P. Przybylski, B. Brzezinski and F. Bartl, "Synthesis and antimicrobial properties of Monensin A esters", Bioorg. Med. Chem. Lett., 2008, 18, 2585-2589, doi:10.1016/j.bmcl.2008.03.038
^ H. H. Mollenhauer, D. J. Morre, L. D. Rowe, "Alteration of intracellular traffic by monensin; mechanism, specificity and relationship to toxicity", Biochim. Biophys. Acta, 1990, 1031(2), 225-246, doi:10.1016/0304-4157(90)90008-Z
^ T. Matsuoka, M.N. Novilla, T.D. Thomson and A.L. Donoho, "Review of monensin toxicosis in horses", Journal of Equine Veterinary Science 16, 1996, 8-15, doi:10.1016/S0737-0806(96)80059-1
^ K. Tohda, K. Suzuki, N. Kosuge, H. Nagashima, H. Inoue K. Watanabe, "A Sodium Ion Selective Electrode Based on a Highly Lipophilic Monensin Derivative and Its Application to the Measurement of Sodium Ion Concentrations in Serum", Anal. Sci. 6, 1990, 227-232, doi:10.2116/analsci.6.227
^ N. Kim, K. Park, I. Park, Y. Cho, Y. Bae, "Application of a taste evaluation system to the monitoring of Kimchi fermentation", Biosensors and Bioelectronics 20, 2005, 2283-2291,doi:10.1016/j.bios.2004.10.007
^ K. Toko, "Taste Sensor", Sensors and Actuators B: Chemical 64, 2000, 205-215, doi:10.1016/S0925-4005(99)00508-0
^ http://www.dailymail.co.uk/news/article-2876463/Tainted-feed-blamed-4-horse-deaths-Florida-stable.html

[1] Daniel Łowicki and Adam Huczyński (2013). “Structure and Antimicrobial Properties of Monensin A and Its Derivatives: Summary of the Achievements”. BioMed Research International 2013: 1–14. doi:10.1155/2013/742149.

[2] Patrick Butaye, Luc A. Devriese, Freddy Haesebrouck "Antimicrobial Growth Promoters Used in Animal Feed: Effects of Less Well Known Antibiotics on Gram-Positive Bacteria" Clinical Microbiology Reviews, 2003, p. 175-188, Vol. 16. doi:10.1128/CMR.16.2.175-188.2003

[Nicolaou-3] Nicolaou, K. C.; E. J. Sorensen (1996). Classics in Total Synthesis. Weinheim, Germany: VCH. pp. 185–187. ISBN 3-527-29284-5

[4] A. Huczyński, M. Ratajczak-Sitarz, A. Katrusiak, B. Brzezinski, "Molecular structure of the 1:1 inclusion complex of Monensin A lithium salt with acetonitrile", J. Mol. Struct., 2007, 871, 92-97, doi:10.1016/j.molstruc.2006.07.046

[5] M. Pinkerton, L. K. Steinrauf, "Molecular structure of monovalent metal cation complexes of monensin", J. Mol. Biol., 1970 49(3), 533-546

[6] Huczyński, Adam; Jan Janczak; Daniel Łowicki; Bogumil Brzezinski (2012). “Monensin A acid complexes as a model of electrogenic transport of sodium cation”. Biochim. Biophys. Acta 1818: 2108–2119. doi:10.1016/j.bbamem.2012.04.017.

[7] A. Huczyński, J. Stefańska, P. Przybylski, B. Brzezinski and F. Bartl, "Synthesis and antimicrobial properties of Monensin A esters", Bioorg. Med. Chem. Lett., 2008, 18, 2585-2589, doi:10.1016/j.bmcl.2008.03.038

[8] H. H. Mollenhauer, D. J. Morre, L. D. Rowe, "Alteration of intracellular traffic by monensin; mechanism, specificity and relationship to toxicity", Biochim. Biophys. Acta, 1990, 1031(2), 225-246, doi:10.1016/0304-4157(90)90008-Z

[9] T. Matsuoka, M.N. Novilla, T.D. Thomson and A.L. Donoho, "Review of monensin toxicosis in horses", Journal of Equine Veterinary Science 16, 1996, 8-15, doi:10.1016/S0737-0806(96)80059-1

[10] K. Tohda, K. Suzuki, N. Kosuge, H. Nagashima, H. Inoue K. Watanabe, "A Sodium Ion Selective Electrode Based on a Highly Lipophilic Monensin Derivative and Its Application to the Measurement of Sodium Ion Concentrations in Serum", Anal. Sci. 6, 1990, 227-232, doi:10.2116/analsci.6.227

[11] N. Kim, K. Park, I. Park, Y. Cho, Y. Bae, "Application of a taste evaluation system to the monitoring of Kimchi fermentation", Biosensors and Bioelectronics 20, 2005, 2283-2291,doi:10.1016/j.bios.2004.10.007

[12] K. Toko, "Taste Sensor", Sensors and Actuators B: Chemical 64, 2000, 205-215, doi:10.1016/S0925-4005(99)00508-0

[13] ttp://www.dailymail.co.uk/news/article-2876463/Tainted-feed-blamed-4-horse-deaths-Florida-stable.html

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