非洲冠鼠的有毒的衰减全反射红外光谱法研究的头发半岛综合体育官方APP下载德甲gydF4y2Ba

马克西姆Boulet-Audet和克里斯荷兰gydF4y2Ba

牛津大学动物学系、南公园路,英国牛津OX1 3 psgydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

植物毒素是由许多常用的无脊椎动物,以及一些脊椎动物,是一种有效的抵御捕食。然而,这种行为最近观察哺乳动物。gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba非洲冠鼠gydF4y2BaLophiomys imhausigydF4y2Ba实行强有力的毒素,皮草与它的侧翼。它获得这种毒素gydF4y2Ba将尖药木schimperigydF4y2Ba,gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba东非灌木丰富,被称为“毒药箭头树”由于其使用当地的猎人。毒本身,一个叫乌本苷cardenolide,gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba似乎不影响老鼠但是会引起疼痛和大多数脊椎动物心脏节律障碍甚至少量可以杀死一头大象。然而,在一个熟练的医生的手中,这个强心苷是一个众所周知的治疗充血性心力衰竭。gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba

获得这种毒药,非洲冠鼠已经观察咬,咀嚼的树皮gydF4y2Ba将尖药木gydF4y2Ba释放乌本苷,这是由于羟基的水溶性。gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba与此同时,河鼠在其唾液分泌的蛋白质,可以绑定植物多酚和沉淀。gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba一旦植物被彻底消化,粗胶体混合应用的老鼠在它的两个横向皮草行,在其侧面扩展从耳朵后面。gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba这些毛皮带由高度专业化的毛,通常藏在长头发,防止暴露在雨水和阳光,它允许快速的唾沫wicked-up和存储。gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba

当威胁,gydF4y2BaLophiomysgydF4y2Ba利用其专业的皮肤肌肉竖起毛发覆盖有毒的线,形成一个容易辨认的背嵴。gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba老鼠然后把捕食者的注意横向嘲弄的皮草行显示。任何食肉动物咬这方面暴露了毒药,本身就是明证普肖的狗死于解决这只老鼠。作为啮齿动物的防御机制的一部分,我们调查它的高度专业化的头发使用红外光谱以及重力测量。半岛综合体育官方APP下载德甲gydF4y2Ba

方法gydF4y2Ba

Lophiomys imhausigydF4y2Ba侧毛被从皮肤属于肯尼亚国家博物馆(目录号码NMK 180396科尔2010年9月字段没有d . 1)。唾液提取从样品准备洗几个毛发去除矿物质水和过滤使用0.2毫米孔径膜在真空。光谱收购了那些时光6700年采用Nicolet傅里叶变换红外(ir)谱仪(美国热科学、麦迪逊、WI)配有liquid-nitrogen-cooled mercury-cadmium-telluride MCT-A探测器一起一个反弹钻石衰减全反射(ATR)附件(金门,Specac,英国)。这种抽样方法允许选择性探测头几微米的头发的表面。从64年的平均光谱得到扫描4厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba决议。所有光谱操作进行使用Omnic 7.3(美国热科学、麦迪逊、WI)。一个简单的ATR校正应用于弥补穿透深度对波长的依赖。光谱是抵消1900 - 1850厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba地区在正常化的积分1700 - 1300厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba地区。不同部分的光谱记录一只老鼠的头发在清洗去除矿物质水进行比较。头发的毛细作用性质测定与Q500热重量分析仪(TA仪器)沉浸的第一1毫米的头发去除矿物质水。暂停了头发的质量记录作为时间的函数,而水是由毛细现象的头发吸收。gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

如图1所示,这些专门的毛是中空的,类似于一些北极哺乳动物与绝缘,但援助的老鼠,他们也穿孔,从而提出一个完全不同的功能。这些毛发由网状圆筒直径200 - 250µm,封装大约10µm许多细链。我们建议这个开放晶格使毛细管吸收并确保高存储容量的毒药载荷以及任何未来的接触导致快速释放,特别是如果压平(即咀嚼)。gydF4y2Ba

如图1所示,一个直接的方法监控毛细管作用效果是记录的增加头发的质量同时提示浸在水里。我们发现浸后不久,质量随时间线性增加的速度水吸收0.5问gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba(~ 30µm年代gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)前饱和后15分钟。水能够传遍表明高效吸收,不管老鼠应用它的唾液。此外,填补头发的质量达到0.42毫克的高原,它的干重三倍多。通过假设一个头发的密度为1.30角蛋白,gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba估计结构的孔隙率可以达到68%。定位毒素的存在,当地的化学成分,每2毫米在一只老鼠的头发,被使用ATR红外光谱探测。半岛综合体育官方APP下载德甲gydF4y2Ba

图2说明了每个光谱显示蛋白质酰胺我II和III吸收乐队由于α-keratin(1635厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba,1531厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba和1320厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba分别)。酰胺我带形状和频率的最大吸收是典型的二级结构主要由α-helix结构,通常观察头发。gydF4y2Ba^6gydF4y2Ba一个音符,是我带的略低频率酰胺相比,文学由于折射率的反常色散当使用钻石内反射元件。gydF4y2Ba^7gydF4y2Ba

此外,我们发现是高度依赖于部分获得的红外光谱探测。主要的差异是乐队在1018厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba分配给切断拉伸,1395厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba峰分配给酯组和1600厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba与哦弯曲。这些组件必须来自多酚化合物和乌本苷毒素有大量羟基功能。因为的树皮和树根gydF4y2Ba将尖药木gydF4y2Ba含有大量的活性成分,他们的存在在老鼠的毛发证实动物的视觉观察应用嚼树皮混合到它的皮毛。我们观察到光谱波段特别强的中间部分的头发,但变得更弱和根。动物的表皮下,根头发的礼物没有这些化合物的痕迹,只乐队的特点角质蛋白这并不奇怪,考虑到独特的多孔结构也没有。gydF4y2Ba

当用水洗,切断乐队在1018厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba消失了,包括在中间部分(黑的光谱),确认化合物的溶解度。检测多酚和乌本苷ATR /红外光谱证明他们也出现在头发的表面。半岛综合体育官方APP下载德甲按加载头发对ATR水晶和删除它,我们观察到表面跟踪被红外光谱学dries装扮(橄榄色齐谱)。半岛综合体育官方APP下载德甲这说明这些多孔毛卸载其内容的能力在压力或接触水,证实了我们的假设机制的释放。因此,咬的力量和食肉动物的唾液从这些毛发释放毒素。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

我们检查了形式和功能的专业头发从非洲冠鼠gydF4y2BaLophiomys imhausigydF4y2Ba,使用密度测定和红外光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲由重力测量毛细管作用效应的研究展示了头发的能力吸收液体从根在几分钟内。我们的测量不仅证实了我们的视觉观察的现象,但允许的估计结构的孔隙度。检测乌本苷的存在在这些毛孔毒素混合,采用红外光谱法。半岛综合体育官方APP下载德甲利用光谱标记与多酚类物质,这种技术显示的存在gydF4y2Ba将尖药木gydF4y2Ba有毒混合物在头发与位置相关的浓度。此外,利用ATR,唾沫的能力被释放在联系了。gydF4y2Ba

我们也证实了这种有毒混合物可以溶解在水中。随着毒必须出现在的口gydF4y2BaLophiomysgydF4y2Ba在咀嚼,啮齿动物的免疫力的起源可能是因为乌本苷结合位点的突变影响其唾液或消化道,gydF4y2Ba^8gydF4y2Ba但这仍然是未知的。这个公差的理解cardenolide可能导致新的治疗人类心脏的发展条件,利用药物的代谢途径。因此,这只老鼠已经证明的唯一限制我们能从大自然是我们分析工具和技术的优势。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

1. j . Kingdon b . Agwanda m .金奈尔德t . O ' brien c .荷兰,t . Gheysens和f . Vollrath也指出,”一个有毒的惊喜非洲冠鼠”的外衣下,gydF4y2Ba《皇家学会学报B-Biological科学gydF4y2Ba(2011)。doi:gydF4y2Ba10.1098 / rspb.2011.1169gydF4y2Ba
2. m . ArnaudgydF4y2Ba政府建筑渲染de l 'Academie des的科学gydF4y2Ba107年,gydF4y2Ba1011 (1888)。gydF4y2Ba
3. 乌本苷或西澳雅各布斯和新墨西哥州毕格罗。gydF4y2BaggydF4y2Ba毒毛旋花甙”,gydF4y2Ba生物。化学。gydF4y2Ba96年,gydF4y2Ba647 - 658 (1932)。gydF4y2Ba
4. j . Muenzer c . Bildstein m·格里森和DM。卡尔森”属性腮腺腺体的脯氨酸蛋白质isoproterenol-treated老鼠”,gydF4y2Ba生物。化学。gydF4y2Ba254年,gydF4y2Ba5629 - 5634 (1979)。gydF4y2Ba
5. p•梅森“alpha-keratin密度和结构”,gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba197年,gydF4y2Ba179 - 180 (1963)。doi:gydF4y2Ba10.1038 / 197179 a0gydF4y2Ba
6. 如Bendit,”角蛋白的红外吸收光谱。光谱的α-,β- supercontracted角蛋白”,gydF4y2Ba生物聚合物gydF4y2Ba4,gydF4y2Ba539 - 559 (1966)。doi:gydF4y2Ba10.1002 / bip.1966.360040506gydF4y2Ba
7. m . Boulet-Audet t . Buffeteau s Boudreault: Daugey和m . Pezolet“定量测定带扭曲钻石衰减全反射红外光谱”,gydF4y2Ba期刊。化学。BgydF4y2Ba114年,gydF4y2Ba8255 - 8261 (2010)。doi:gydF4y2Ba10.1021 / jp101763ygydF4y2Ba
8. 大肠Labeyrie和美国多布勒。“分子改编的gydF4y2BaChrysochusgydF4y2Ba叶甲虫有毒化合物在食品工厂”,gydF4y2Ba摩尔。杂志。另一个星球。gydF4y2Ba21日,gydF4y2Ba218 - 221 (2004)。doi:gydF4y2Ba10.1093 / molbev / msg240gydF4y2Ba