Resumen
En este estudio se analizaron extractos de G. catenatum para estudiar la composición y variación de sus toxinas, incluyendo los análogos tipo benzoil, por diferentes técnicas cromatográficas y espectroscópicas, como LC-FLD, HILIC-MS/MS, 1H RMN y espectroscopia UV. También se sometió a la molécula de saxitoxina y 34 análogos a estudios de docking sobre el modelo del canal de sodio regulado por voltaje Nav 1.4 para conocer las interacciones sobre su molécula blanco. Los resultados obtenidos mostraron la presencia de estas toxinas en los cinco aislados analizados y durante todas las etapas de cultivo, lo que indica que se producen de manera constante. Se observaron variaciones en todas las toxinas relacionadas con el medio de cultivo y el aislado, y las toxinas tipo benzoil no fueron una excepción. Se encontraron diferencias biológicas y en el perfil de toxinas entre aislados, debidas a la variabilidad intraespecífica. Las toxinas paralizantes exhiben diferentes modos de unión con energías similares en el canal de sodio regulado por voltaje, y las toxinas tipo benzoil exhiben una toxicidad teórica digna de estudiar más a fondo. La simulación in silico llevada a cabo en este estudio es la primera con estas toxinas, y provee una acercamiento hacia un mejor entendimiento del modo de acción de la saxitoxina y sus análogos. Los análogos tipo benzoil han sido poco estudiados y el reporte de su existencia en aislados mexicanos es de gran importancia porque podrían representar un riesgo para la salud pública, pero también su conocimiento genera la oportunidad de continuar su investigación, una tarea necesaria en un futuro muy próximo.
ABSTRACT
In this study, we analyzed Gymnodinium catenatum extracts to investigate their toxin composition, including the benzoyl analogs, by different chromatographic and spectroscopic techniques, such as LC-FLD, HILIC-MS/MS, 1H NMR, and UV spectroscopy. We also submitted STX and 34 analogs to a docking study on the tri-dimensional channel Nav 1.4. The results showed media and isolate related variations in all toxins, and benzoyl toxins were not an exception. We were capable to demonstrate the presence of these toxins in all the analyzed isolates and during all culture stages, and found many biological and toxin profile differences between isolates due to intraspecific variability. We demonstrate that these toxins exhibit different binding modes with similar free binding energies, and that these alternative binding modes are equally probable. Our simulation constitutes the first in silico modeling study on benzoyl-type paralytic toxins and provides an approach towards a better understanding of the mode of action of STX and its analogs. We propose that the principal binding that governs ligand recognition is mediated by electrostatic interactions. Benzoyl analogs have been poorly studied and the report on their existence in Mexican isolates is of great importance because they could represent a public health risk, but in the other hand, their existence generates the opportunity to continue its research, a necessary task in the future
