Toksin je otrovna supstanca koju proizvode žive ćelije ili organizmi;[1][2] sintetički toksikanti kreirani veštačkim procesima su stoga isključeni. Ovaj termin je izveden iz reči toksičan. Prvi put ga je koristio organski hemičar Ludvig Briger (1849–1919).[3][4]
Toksini se često razlikuju od drugih hemijskih agenasa po njihovom metodu produkcije — reč toksin ne specificira metod isporuke (za razliku od na primer venoma). Termin otrov ima šire značenje, tako da obuhvata sve supstance koje mogu da uzrokuju poremećaje u organizmima). Toksin jednostavno znači da je to biološki proizveden otrov.
Prema pregledu Konvencije o biološkom oružjuInternacionalnog komiteta Crvenog krsta, „Toksini su otrovni produkti organizama; za razliku od bioloških agenasa, oni nisu živi i nemaju sposobnost reprodukcije”, i „od potpisivanja Ustava nije bilo sporova među učesnicima u pogledu definicije bioloških agenasa ili toksina”.[5]
Na široj skali, toksini se mogu klasifikovati kao bilo egzotoksini, koje izlučuje organizam, ili endotoksini, koje uglavnom oslobađaju pri razlaganju bakterija.
Biotoksini
Termin „biotoksin” se ponekad koristi za eksplicitno potvrđivanje biološkog porekla.[7][8] Biotoksini se mogu dalje klasifikovati, na primer, kao gljivični biotoksini, mikrobni toksini, biljni biotoksini, ili životinjski biotoksini. Toksini koje proizvode mikroorganizmi su važni odrednici virulencije, i odgovorni za mikrobnu patogeničnost i/ili izbegavanje domaćinovog imunskog responsa.[9] Biotoksini u znatnoj meri variraju u pogledu namene i mehanizma, i mogu da budu veoma kompleksni (venomkonusnog puža sadrži desetak malih proteina, svaki od kojih ima za cilj specifični nervni kanal ili receptor), ili relativno mali protein.
Nekrotoksini uzrokuju nekrozu (i.e., smrt) u ćelijama koje dođu u kontakt s njima, ili uništavaju većinu tipova tkiva. Nekrotoksini se šire kroz krvotok. Kod ljudi, koža i mišićna tkiva su najsenzitivniji na nekrotoksine. Organizmi koji poseduju nekrotoksine su:
Neurotoksini prvenstveno utiču na nervne sisteme životinja. Ova grupa neurotoksina se generalno sastoji od toksina jonskih kanala koji ometaju provodljivost jonskih kanala. Organizmi koji poseduju neurotoksine su:
Miotoksini su mali, bazni peptidi koji se nalaze u venumimazmija i guštera. Oni uzrokuju oštećenja mišićnog tkiva putem mehanizama koji nisu bazirani na enzimima. Organizmi koji poseduju miotoksine su:
Termin „ekološki toksin” može ponekad eksplicitno da obuhvata sintetičke kontaminante[12] kao što su industrijskih zagađivači i druge veštački napravljene toksične supstance. Budući da je to u suprotnosti s većinom formalnih definicija pojma „toksin”, važno je da se potvrdi na šta se misli kada se termin susreće izvan mikrobioloških konteksta.
Ekološki toksini iz lanca ishrane koji mogu da budu opasni po ljudsko zdravlje obuhvataju:
Informacioni program o toksikologiji i zdravlju životne sredine (TEHIP)[23] pri Američkoj nacionalnoj medicinskoj biblioteci (NLM) održava sveobuhvatni veb-sajt sa fokusom na toksikološko i ekološko zdravlje koji obuhvata pristup resursima o toksinima koje održava TEHIP i druge vladine agencije i organizacije. Ovaj veb-sajt sadrži linkove na baze podataka, bibliografije, tutorijale i druge naučne i korisničke resurse. TEHIP je isto tako odgovoran za Toksikološku mrežu podataka (TOXNET),[24] koja je integrisani sistem toksikoloških i ekoloških baza podataka koji je slobodno dostupan na vebu.
Računarski resursi za predviđanje toksičnih peptida i proteina
Jedno od uskih grla u terapiji zasnovanoj na peptidima/proteinima je njihova toksičnost. Računarski modeli za predviđanje toksičnosti peptida i proteina se mogu koristiti za predviđanje toksičnosti sa relativno dobrom preciznošću.[25] Ovi modeli su bazirani na tehnikama mašinskog učenja i kvantitativnim matricama u kojima su sabrana razna svojstva peptida. Neki od modela su slobodno dostupni.[26]
^Vale C, Alfonso A, Vieytes MR, Romarís XM, Arévalo F, Botana AM, Botana LM (mart 2008). „In vitro and in vivo evaluation of paralytic shellfish poisoning toxin potency and the influence of the pH of extraction”. Anal. Chem. 80 (5): 1770—76. PMID18232710. doi:10.1021/ac7022266.
^Oikawa H, Fujita T, Saito K, Satomi M, Yano Y (2008). „Difference in the level of paralytic shellfish poisoning toxin accumulation between the crabs Telmessus acutidens and Charybdis japonica collected in Onahama, Fukushima Prefecture”. Fisheries Science. 73 (2): 395—403. doi:10.1111/j.1444-2906.2007.01347.x.
^Wang L, Liang XF, Zhang WB, Mai KS, Huang Y, Shen D (novembar 2009). „Amnesic shellfish poisoning toxin stimulates the transcription of CYP1A possibly through AHR and ARNT in the liver of red sea bream Pagrus major”. Mar. Pollut. Bull. 58 (11): 1643—48. PMID19665739. doi:10.1016/j.marpolbul.2009.07.004.
^Wang L, Vaquero E, Leão JM, Gogo-Martínez A, Rodríguez Vázquez JA (2001). „Optimization of conditions for the liquid chromatographic-electrospray lonization-mass spectrometric analysis of amnesic shellfish poisoning toxins”. Chromatographia. 53 (1): S231—35. doi:10.1007/BF02490333.
^Mouratidou T, Kaniou-Grigoriadou I, Samara C, Kouimtzis T (avgust 2006). „Detection of the marine toxin okadaic acid in mussels during a diarrhetic shellfish poisoning (DSP) episode in Thermaikos Gulf, Greece, using biological, chemical and immunological methods”. Sci. Total Environ. 366 (2–3): 894—904. Bibcode:2006ScTEn.366..894M. PMID16815531. doi:10.1016/j.scitotenv.2005.03.002.
^Doucet E, Ross NN, Quilliam MA (septembar 2007). „Enzymatic hydrolysis of esterified diarrhetic shellfish poisoning toxins and pectenotoxins”. Anal Bioanal Chem. 389 (1): 335—42. PMID17661021. doi:10.1007/s00216-007-1489-3.
^Morohashi A, Satake M, Murata K, Naoki H, Kaspar HF, Yasumoto T (1995). „Brevetoxin B3, a new brevetoxin nalog isolated from the greenshell mussel perna canaliculus involved in neurotoxic shellfish poisoning in new zealand”. Tetrahedron Letters. 36 (49): 8995—98. doi:10.1016/0040-4039(95)01969-O.
^Morohashi A, Satake M, Naoki H, Kaspar HF, Oshima Y, Yasumoto T (1999). „Brevetoxin B4 isolated from greenshell mussels Perna canaliculus, the major toxin involved in neurotoxic shellfish poisoning in New Zealand”. Nat. Toxins. 7 (2): 45—48. PMID10495465. doi:10.1002/(SICI)1522-7189(199903/04)7:2<45::AID-NT34>3.0.CO;2-H.