Lantibiotika - Lantibiotics
| Gallidermin | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | Gallidermin | ||||||||
| Pfam | PF02052 | ||||||||
| InterPro | IPR006079 | ||||||||
| SCOP2 | 1mqy / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
| TCDB | 1.C.20 | ||||||||
| OPM nadčeleď | 161 | ||||||||
| OPM protein | 1mqy | ||||||||
| |||||||||
Lantibiotika jsou třídou polycyklický peptid antibiotika které obsahují charakteristiku thioether aminokyseliny lanthionin nebo methyllanthionin, stejně jako nenasycené aminokyseliny dehydroalanin, a 2-aminoisomáselná kyselina. Patří k ribosomálně syntetizované a posttranslačně modifikované peptidy.
Lanthionin se skládá ze dvou alanin zbytky, které jsou zesítěny na svých p-atomech uhlíku thioetherovou (monosulfidovou) vazbou.
Lantibiotika produkuje velké množství Grampozitivní bakterie jako Streptococcus a Streptomyces zaútočit na další grampozitivní bakterie, a jako takové jsou považovány za členy bakteriociny. Bakteriociny jsou klasifikovány podle rozsahu posttranslační modifikace. Lantibiotika jsou třídou extenzivněji modifikovaných bakteriocinů, nazývaných také Bakteriociny třídy I.. (Bakteriociny, pro které disulfidové vazby jsou jedinou modifikací peptidu Bakteriociny třídy II.)
Lantibiotika jsou dobře studována kvůli komerčnímu použití těchto bakterií v potravinářském průmyslu pro výrobu mléčných výrobků, jako jsou sýr.
Nisin a epidermin jsou členy rodiny lantibiotik, na které se váží lipid II, a buněčná stěna prekurzor lipidové složky cílových bakterií a narušit produkci buněčné stěny. The duramycin rodina lantibiotik se váže fosfoethanolamin v membrány jeho cílových buněk a zdá se, že narušuje několik fyziologických funkcí.
Dějiny
Název lantibiotika byl zaveden v roce 1988 jako zkratka pro „peptidová antibiotika obsahující lanthionin“.[1] První jejich struktury antimikrobiální agenti byli vyrobeni průkopnickou prací Grossa a Morella na konci 60. a na začátku 70. let, což znamenalo formální zavedení lantibiotik. Od té doby lantibiotika jako např nisin byly příznivě používány pro konzervaci potravin a dosud nenarazily na významné bakteriální rezistence. Tyto atributy lantibiotik vedly k podrobnějšímu výzkumu jejich struktur a biosyntetické dráhy.
Klasifikace
- Lantibiotika typu A jsou dlouhé flexibilní molekuly - např. nisin, bisin, subtilin, epidermin, gallidermin[2] Podskupina AI zahrnuje mutacin II; podskupina AII zahrnuje mutacin I a III.
- Lantibiotika typu B jsou globulární - např. mersacidin.[3][4] aktagardin, duramycin, a cinnamycin.[5]
Některé obsahují 2 peptidy, např. haloduracin.[6]
Příklady
| Lantibiotikum | Typ | # z zbytky | # z thioetherové odkazy | jiný Odkazy[je zapotřebí objasnění ] | doporučení |
|---|---|---|---|---|---|
| nisin subtilin | A | 34 | 5 | 0 | |
| gallidermin epidermin | A | 21 | 3 | 1 | [2] |
| mersacidin | B | 20 | 4 | [3] | |
| aktagardin | B | 19 | 4 | 0 | |
| cinnamycin duramycin | B | 19 | 3 | 1 | [5] |
| Sublancin 168 | ? | 37 | 1 | 2 | [7] |
| Plantaricin C. | B | 27 | 4 | 0 |
(Sublancin může být vázán na S glykopeptid.[8]
Biosyntéza
Jsou syntetizovány vedoucí sekvencí polypeptidu, která je odstraněna pouze během transportu molekuly ze syntetizující buňky. Jsou syntetizovány ribozomy, což je odlišuje od většiny přírodních antibiotik.[9] Existují čtyři známé enzymy (lanthipeptid syntetázy) odpovědné za výrobu lanthioninových kruhů.[10][11]
Mechanismus účinku
Lantibiotika vykazují podstatnou specificitu pro některé složky (např. lipid II ) bakteriální buněčné membrány zejména grampozitivních bakterií. Lantibiotika typu A rychle zabíjejí tvorbou pórů, lantibiotika typu B inhibují biosyntézu peptidoglykanů.[12] Jsou aktivní ve velmi nízkých koncentracích.[13]
aplikace
Konzervace potravin
Lantibiotika jsou produkována grampozitivními bakteriemi a vykazují silný antimikrobiální účinek vůči celé řadě dalších grampozitivních bakterií.[14] Jako takové se staly atraktivními kandidáty pro použití v konzervace potravin (podle inhibující patogeny které způsobují znehodnocení jídla) a farmaceutický průmysl (k prevenci nebo potírání infekcí u lidí nebo zvířat).[14]
Veterinární antibiotikum
Duramycin se používá u kuřat.
Klinické antibiotikum
Jeden typ známý jako lantibiotikum B. NVB302 vstoupil do klinických studií fáze 1 v roce 2011 pro použití proti Clostridium difficile,[15] a v roce 2012 vykázal dobré výsledky.[16]
Databáze
BACTIBASE je databáze s otevřeným přístupem pro bakteriociny včetně lantibiotik.[17][18] LANTIBASE je zdroj specifický pro lantibiotika.[19]
Reference
- ^ Chatterjee C, Paul M, Xie L, van der Donk WA (únor 2005). "Biosyntéza a způsob působení lantibiotik". Chem. Rev. 105 (2): 633–84. doi:10.1021 / cr030105v. PMID 15700960.
- ^ A b Kellner R, Jung G, Hörner T, Zähner H, Schnell N, Entian KD, Götz F (říjen 1988). „Gallidermin: nové polypeptidové antibiotikum obsahující lanthionin“. Eur. J. Biochem. 177 (1): 53–9. doi:10.1111 / j.1432-1033.1988.tb14344.x. PMID 3181159.
- ^ A b Sass P, Jansen A, Szekat C, Sass V, Sahl HG, Bierbaum G (2008). „Lantibiotikum mersacidin je silným induktorem stresové reakce Staphylococcus aureus na buněčnou stěnu“. BMC Microbiol. 8: 186. doi:10.1186/1471-2180-8-186. PMC 2592248. PMID 18947397.
- ^ Brötz H, Bierbaum G, Markus A, Molitor E, Sahl HG (březen 1995). „Způsob působení lantibiotika mersacidinu: inhibice biosyntézy peptidoglykanu pomocí nového mechanismu?“. Antimicrob. Agenti Chemother. 39 (3): 714–9. doi:10.1128 / AAC.39.3.714. PMC 162610. PMID 7793878.
- ^ A b Makino A, Baba T, Fujimoto K, Iwamoto K, Yano Y, Terada N, Ohno S, Sato SB, Ohta A, Umeda M, Matsuzaki K, Kobayashi T (leden 2003). „Cinnamycin (Ro 09-0198) podporuje buněčnou vazbu a toxicitu indukcí transbilayerního pohybu lipidů“. J. Biol. Chem. 278 (5): 3204–9. doi:10,1074 / jbc.M210347200. PMID 12446685.
- ^ Cooper LE, McClerren AL, Chary A, van der Donk WA (říjen 2008). „Studie vztahů mezi strukturou a aktivitou dvousložkového lantibiotika haloduracinu“. Chem. Biol. 15 (10): 1035–45. doi:10.1016 / j.chembiol.2008.07.020. PMC 2633096. PMID 18940665.
- ^ Stein T (květen 2005). "Antibiotika Bacillus subtilis: struktury, syntézy a specifické funkce". Mol. Microbiol. 56 (4): 845–57. doi:10.1111 / j.1365-2958.2005.04587.x. PMID 15853875.
- ^ Oman TJ, Boettcher JM, Wang H, Okalibe XN, van der Donk WA (únor 2011). „Sublancin není lantibiotikum, ale glykopeptid vázaný na S“. Nat. Chem. Biol. 7 (2): 78–80. doi:10.1038 / nchembio.509. PMC 3060661. PMID 21196935.
- ^ Siegers K, Heinzmann S, Entian KD (květen 1996). „Biosyntéza lantibiotického nisinu. K posttranslační modifikaci jeho prepeptidu dochází v multimerním komplexu lanthionin syntetázy spojeném s membránou“. J. Biol. Chem. 271 (21): 12294–301. doi:10.1074 / jbc.271.21.12294. PMID 8647829.
- ^ Goto, Y; Li, B; Claesen, J; Shi, Y; Bibb, MJ; van der Donk, WA (2010). „Objev jedinečných lanthioninových syntetáz odhaluje nové mechanistické a evoluční poznatky“. PLoS Biology. 8 (3): e1000339. doi:10.1371 / journal.pbio.1000339. PMC 2843593. PMID 20351769.
- ^ Zhang, Q; Yu, Y; Vélasquez, JE; van der Donk, WA (2012). „Vývoj lanthipeptidových syntetáz“. Sborník Národní akademie věd. 109 (45): 18361–6. doi:10.1073 / pnas.1210393109. PMC 3494888. PMID 23071302.
- ^ Brötz H, Sahl HG (2000). „Nové poznatky o mechanismu působení lantibiotik - různé biologické účinky navázáním na stejný molekulární cíl“. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 46 (1): 1–6. doi:10.1093 / jac / 46.1.1. PMID 10882681.
- ^ Cotter, Hill, Ross (2005). „Bakteriální lantibiotika: strategie ke zlepšení terapeutického potenciálu“ (PDF). 6. Současná věda o bílkovinách a peptidech: 61–75. Archivovány od originál (PDF) dne 28. 9. 2007. Citováno 2007-06-01. Citovat deník vyžaduje
| deník =(Pomoc)CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz) - ^ A b van Kraaij C, de Vos WM, Siezen RJ, Kuipers OP (říjen 1999). "Lantibiotika: biosyntéza, způsob účinku a aplikace". Nat Prod Rep. 16 (5): 575–87. CiteSeerX 10.1.1.546.6212. doi:10.1039 / a804531c. PMID 10584332.
- ^ „Nová antibiotická sloučenina vstupuje do klinické studie fáze I“. Tisková zpráva. Wellcome Trust. 2011-11-03.
- ^ Parker S (06.08.2012). „Novacta Biosystems Limited dokončuje fázi I studie NVB302 proti infekci C. difficile u zdravých dobrovolníků“. Tisková zpráva. Celtic Pharma Holding. Archivovány od originál dne 01.09.2013. Citováno 2013-03-23.
- ^ Hammami R, Zouhir A, Ben Hamida J, Fliss I (2007). „BACTIBASE: nová webová databáze pro charakterizaci bakteriocinu“. Mikrobiologie BMC. 7: 89. doi:10.1186/1471-2180-7-89. PMC 2211298. PMID 17941971.
- ^ Hammami R, Zouhir A, Le Lay C, Ben Hamida J, Fliss I (2010). „Druhé vydání BACTIBASE: databáze a platforma nástrojů pro charakterizaci bakteriocinu“. Mikrobiologie BMC. 10: 22. doi:10.1186/1471-2180-10-22. PMC 2824694. PMID 20105292.
- ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 15. 8. 2013. Citováno 2013-07-25.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
Další čtení
- Jack R, Bierbaum G, Heidrich C, Sahl HG (září 1995). „Genetika biosyntézy lantibiotik“. BioEssays. 17 (9): 793–802. doi:10,1002 / bies. 950170909. PMID 8763832.
- Sahl HG, Jack RW, Bierbaum G (červen 1995). „Biosyntéza a biologické aktivity lantibiotik s jedinečnými posttranslačními úpravami“. Eur. J. Biochem. 230 (3): 827–53. doi:10.1111 / j.1432-1033.1995.0827g.x. PMID 7601145.
- Sahl HG, Bierbaum G (1998). „Lantibiotika: biosyntéza a biologické aktivity jedinečně upravených peptidů z grampozitivních bakterií“. Annu. Rev. Microbiol. 52: 41–79. doi:10.1146 / annurev.micro.52.1.41. PMID 9891793.
- Stein T (květen 2005). "Antibiotika Bacillus subtilis: struktury, syntézy a specifické funkce". Mol. Microbiol. 56 (4): 845–57. doi:10.1111 / j.1365-2958.2005.04587.x. PMID 15853875.
- Smith JL (2002). Strukturální a funkční charakterizace lantibiotického mutacinu (PDF) (Ph.D.). University of Florida.
externí odkazy
- Lantibase, databáze lantibiotik
- "Kompletní seznam lantibiotik". Databáze BACTIBASE.