stringtranslate.com

Лантибиотики

Лантибиотики — класс полициклических пептидных антибиотиков , содержащих характерные тиоэфирные аминокислоты лантионин или метиллантионин, а также ненасыщенные аминокислоты дегидроаланин и 2-аминоизомасляную кислоту . Они относятся к рибосомально синтезируемым и посттрансляционно модифицированным пептидам .

Лантионин состоит из двух остатков аланина , которые сшиты по своим β-углеродным атомам тиоэфирной (моносульфидной) связью.

Лантибиотики вырабатываются большим количеством грамположительных бактерий, таких как Streptococcus и Streptomyces, для атаки на другие грамположительные бактерии, и как таковые они считаются членом бактериоцинов . Бактериоцины классифицируются в соответствии со степенью их посттрансляционной модификации . Лантибиотики представляют собой класс более сильно модифицированных бактериоцинов, также называемых бактериоцинами класса I. (Бактериоцины, для которых дисульфидные связи являются единственной модификацией пептида, являются бактериоцинами класса II .)

Лантибиотики хорошо изучены благодаря коммерческому использованию этих бактерий в пищевой промышленности для производства молочных продуктов, таких как сыр .

Низин и эпидермин являются членами семейства лантибиотиков, которые связываются с липидом II , липидным компонентом-предшественником клеточной стенки бактерий-мишеней, и нарушают производство клеточной стенки. Лантибиотики семейства дурамицинов связывают фосфоэтаноламин в мембранах своих клеток-мишеней и, по-видимому, нарушают несколько физиологических функций.

История

Название лантибиотики было введено в 1988 году как аббревиатура для «лантионин-содержащих пептидных антибиотиков». [1] Первые структуры этих антимикробных агентов были получены в ходе пионерской работы Гросса и Морелла в конце 1960-х и начале 1970-х годов, что ознаменовало официальное введение лантибиотиков. С тех пор лантибиотики, такие как низин, успешно использовались для консервирования пищевых продуктов и до сих пор не столкнулись со значительной бактериальной резистентностью . Эти свойства лантибиотиков привели к более детальному исследованию их структур и биосинтетических путей .

Классификация

Некоторые содержат 2 пептида, например, галодурацин. [6]

Примеры

(Субланцин может быть S-связанным гликопептидом ). [8]

Биосинтез

Они синтезируются с помощью лидерной полипептидной последовательности, которая удаляется только во время транспортировки молекулы из синтезирующей клетки. Они синтезируются рибосомами , что отличает их от большинства природных антибиотиков. [9] Известно четыре фермента (лантипептидсинтетазы), ответственных за производство лантиониновых колец. [10] [11]

Механизм действия

Лантибиотики демонстрируют существенную специфичность к некоторым компонентам (например, липиду II ) бактериальных клеточных мембран , особенно грамположительных бактерий. Лантибиотики типа А быстро убивают путем образования пор, лантибиотики типа В ингибируют биосинтез пептидогликана. [12] Они активны в очень низких концентрациях. [13]

Приложение

Консервирование продуктов питания

Лантибиотики вырабатываются грамположительными бактериями и проявляют сильное антимикробное действие по отношению к широкому спектру других грамположительных бактерий. [14] Таким образом, они стали привлекательными кандидатами для использования в консервировании пищевых продуктов (путем подавления патогенов , вызывающих порчу пищевых продуктов) и в фармацевтической промышленности (для предотвращения или борьбы с инфекциями у людей или животных). [14]

Клинический антибиотик

Один из типов, известный как лантибиотик B NVB302, вошел в фазу 1 клинических испытаний в 2011 году для использования против Clostridioides difficile [15] и сообщил о хороших результатах в 2012 году. [16]

Базы данных

BACTIBASE — это база данных с открытым доступом по бактериоцинам, включая лантибиотики. [17] [18] LANTIBASE — это ресурс, посвященный лантибиотикам. [19]

Ссылки

  1. ^ Chatterjee C, Paul M, Xie L, van der Donk WA (февраль 2005 г.). «Биосинтез и способ действия лантибиотиков». Chem. Rev. 105 ( 2): 633–84. doi :10.1021/cr030105v. PMID  15700960.
  2. ^ ab Келлнер Р., Юнг Г., Хёрнер Т., Зенер Х., Шнелл Н., Энтиан К.Д., Гётц Ф. (октябрь 1988 г.). «Галлидермин: новый лантионинсодержащий полипептидный антибиотик». Евро. Дж. Биохим . 177 (1): 53–9. doi :10.1111/j.1432-1033.1988.tb14344.x. ПМИД  3181159.
  3. ^ ab Sass P, Jansen A, Szekat C, Sass V, Sahl HG, Bierbaum G (2008). «Лантибиотик мерсацидин является сильным индуктором реакции клеточной стенки на стресс у Staphylococcus aureus». BMC Microbiol . 8 : 186. doi : 10.1186/1471-2180-8-186 . PMC 2592248. PMID  18947397 . 
  4. ^ Brötz H, Bierbaum G, Markus A, Molitor E, Sahl HG (март 1995 г.). «Способ действия лантибиотика мерсацидина: ингибирование биосинтеза пептидогликана посредством нового механизма?». Antimicrob. Agents Chemother . 39 (3): 714–9. doi :10.1128/AAC.39.3.714. PMC 162610. PMID  7793878 . 
  5. ^ аб Макино А, Баба Т, Фудзимото К, Ивамото К, Яно Ю, Терада Н, Оно С, Сато СБ, Охта А, Умеда М, Мацузаки К, Кобаяши Т (январь 2003 г.). «Циннамицин (Ro 09-0198) способствует связыванию клеток и токсичности, индуцируя трансбислойное движение липидов». Ж. Биол. Хим . 278 (5): 3204–9. дои : 10.1074/jbc.M210347200 . ПМИД  12446685.
  6. ^ Cooper LE, McClerren AL, Chary A, van der Donk WA (октябрь 2008 г.). «Исследования взаимосвязи структуры и активности двухкомпонентного лантибиотика галодурацина». Chem. Biol . 15 (10): 1035–45. doi :10.1016/j.chembiol.2008.07.020. PMC 2633096. PMID  18940665 . 
  7. ^ Stein T (май 2005). «Антибиотики Bacillus subtilis: структуры, синтезы и специфические функции». Mol. Microbiol . 56 (4): 845–57. doi : 10.1111/j.1365-2958.2005.04587.x . PMID  15853875. S2CID  20144405.
  8. ^ Oman TJ, Boettcher JM, Wang H, Okalibe XN, van der Donk WA (февраль 2011 г.). «Субланцин — это не лантибиотик, а S-связанный гликопептид». Nat. Chem. Biol . 7 (2): 78–80. doi :10.1038/nchembio.509. PMC 3060661. PMID  21196935 . 
  9. ^ Siegers K, Heinzmann S, Entian KD (май 1996). «Биосинтез лантибиотика низина. Посттрансляционная модификация его препептида происходит в мультимерном мембранно-ассоциированном комплексе лантионинсинтетазы». J. Biol. Chem . 271 (21): 12294–301. doi : 10.1074/jbc.271.21.12294 . PMID  8647829.
  10. ^ Goto, Y; Li, B; Claesen, J; Shi, Y; Bibb, MJ; van der Donk, WA (2010). «Открытие уникальных лантионинсинтетаз раскрывает новые механистические и эволюционные идеи». PLOS Biology . 8 (3): e1000339. doi : 10.1371/journal.pbio.1000339 . PMC 2843593. PMID  20351769 . 
  11. ^ Чжан, Q; Ю, Y; Веласкес, JE; ван дер Донк, WA (2012). «Эволюция лантхипептидсинтетаз». Труды Национальной академии наук . 109 (45): 18361–6. Bibcode : 2012PNAS..10918361Z. doi : 10.1073/pnas.1210393109 . PMC 3494888. PMID  23071302 . 
  12. ^ Brötz H, Sahl HG (2000). «Новые взгляды на механизм действия лантибиотиков — разнообразные биологические эффекты при связывании с одной и той же молекулярной мишенью». Журнал антимикробной химиотерапии . 46 (1): 1–6. doi : 10.1093/jac/46.1.1 . PMID  10882681.
  13. ^ Коттер, Хилл, Росс (2005). «Бактериальные лантибиотики: стратегии улучшения терапевтического потенциала» (PDF) . Current Protein & Peptide Science . 6 (1): 61–75. doi :10.2174/1389203053027584. PMID  15638769. Архивировано из оригинала (PDF) 28-09-2007 . Получено 01-06-2007 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Аб ван Краай С., де Вос В.М., Зизен Р.Дж., Койперс ОП (октябрь 1999 г.). «Лантибиотики: биосинтез, механизм действия и применение». Представитель Nat Prod . 16 (5): 575–87. CiteSeerX 10.1.1.546.6212 . дои : 10.1039/a804531c. ПМИД  10584332. 
  15. ^ "Новый антибиотик входит в фазу I клинических испытаний". Пресс-релиз . Wellcome Trust. 2011-11-03.
  16. ^ Паркер С. (2012-08-06). "Novacta Biosystems Limited завершает исследование фазы I NVB302 против инфекции C. difficile у здоровых добровольцев". Пресс-релиз . Celtic Pharma Holding. Архивировано из оригинала 2013-09-01 . Получено 2013-03-23 .
  17. ^ Хаммами Р., Зухир А., Бен Хамида Дж., Флисс И. (2007). «BACTIBASE: новая веб-доступная база данных для характеристики бактериоцинов». BMC Microbiology . 7 : 89. doi : 10.1186/1471-2180-7-89 . PMC 2211298. PMID  17941971 . 
  18. ^ Хаммами Р., Зухир А., Ле Лэй К., Бен Хамида Дж., Флисс И. (2010). «BACTIBASE, второй выпуск: база данных и инструментальная платформа для характеристики бактериоцинов». BMC Microbiology . 10 : 22. doi : 10.1186/1471-2180-10-22 . PMC 2824694. PMID  20105292 . 
  19. ^ "DBT Centre for Bioinformatics Presidency University, Kolkata". Архивировано из оригинала 2013-08-15 . Получено 2013-07-25 .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки