Туникамицин представляет собой смесь гомологичных нуклеозидных антибиотиков , которая ингибирует семейство ферментов UDP-HexNAc: полипренол-P HexNAc-1-P. У эукариот к ним относится фермент GlcNAc фосфотрансфераза (GPT), который катализирует перенос N-ацетилглюкозамин-1-фосфата из УДФ -N- ацетилглюкозамина в долихолфосфат на первой стадии синтеза гликопротеинов . Туникамицин блокирует N -связанное гликозилирование ( N -гликаны) , а обработка культивируемых клеток человека туникомицином вызывает остановку клеточного цикла в фазе G1 . Он используется в качестве экспериментального инструмента в биологии , например, для индукции ответа развернутого белка . [2] Туникомицин продуцируется несколькими бактериями , включая Streptomyces clavuligerus и Streptomyces lysosuperificus .
Гомологи туникамицина имеют различную молекулярную массу вследствие вариабельности конъюгатов боковой цепи жирных кислот . [3]
Биосинтез туникамицинов был изучен у Streptomyceschartreusis и охарактеризован предполагаемый путь биосинтеза. Бактерии используют ферменты кластера генов tun (TunA-N) для производства туникамицинов. [4]
TunA использует стартовую единицу уридиндифосфат- N -ацетилглюкозамин (UDP-GlcNAc) и катализирует дегидратацию 6'-гидроксильной группы. Во-первых, остаток Tyr в TunA отрывает протон от 4'-гидроксильной группы, образуя в этом положении кетон. Гидрид впоследствии отрывается от 4'-углерода с помощью НАД + , образуя НАДН. Кетон стабилизируется за счет водородной связи остатка Tyr и близлежащего остатка Thr. Остаток глутамата затем отрывает протон от 5'-углерода, подталкивая электроны вверх, образуя двойную связь между 5'- и 6'-углеродом. Соседний цистеин отдает протон гидроксильной группе, уходя в виде воды. НАДН отдает гидрид 4'-углероду, образуя гидроксид в этом положении и образуя UDP-6'-дезокси-5-6-ен-GlcNAc. Затем TunF катализирует эпимеризацию промежуточного соединения до UDP-6'-дезокси-5-6-ен-GalNAc, изменяя 4'-гидроксил с экваториального на аксиальное положение. [5]
Другой стартовой единицей туникамицина является уридин, который производится из уридинтрифосфата (УТФ). TunN представляет собой нуклеотиддифосфатазу и катализирует удаление пирофосфата из UTP с образованием уридинмонофосфата. Последний фосфат удаляется предполагаемой монофосфатазой TunG.
После образования уридина и UDP-6'-дезокси-5-6-ен-GalNAc TunB катализирует их связывание по 6'-углероду UDP-6'-дезокси-5-6-ен-GalNAc. TunB использует S -аденилметионин (SAM) для образования радикала на 5'-углероде рибозы на урациле. Считается, что TunM катализирует образование новой связи между 5'-углеродом уридина и 6'-углеродом UDP-6'-дезокси-5-6-ен-GalNAc с использованием электрона радикала уридина и одного из электронов. от двойной связи УДФ-6'-дезокси-5-6-ен-GalNAc. Радикал на UDP-6'-дезокси-5-6-ен-GalNAc затем гасится путем отделения водорода от SAM. [6] Полученная молекула представляет собой УДФ- N -ацетилтуникамин. Затем TunH катализирует гидролиз УДФ из УДФ- N -ацетилтуникамина. Вводится еще одна молекула UDP-GlcNAc, и впоследствии образуется гликозидная связь β-1,1, катализируемая TunD. Полученная молекула деацетилируется TunE. TunL и жирноацил-АСР-лигаза используются для загрузки метаболических жирных кислот на ацильный белок-переносчик TunK. Затем TunC присоединяет жирную кислоту к свободному амину, образуя туникомицин.
