Plantazolicin - Plantazolicin

Plantazolicin
PZN-ACS.png
Jména
Ostatní jména
plantazolicin A, PZN
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Vlastnosti
C63H69N17Ó13S2
Molární hmotnost1336.47 g · mol−1
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Plantazolicin (PZN) je přirozený antibiotikum produkoval grampozitivní půdní bakterie Bacillus velezensis FZB42[1] (dříve Bacillus amyloliquefaciens FZB42)[2]. PZN byl specificky identifikován jako selektivní baktericidní látka aktivní proti Bacillus anthracis, původce antrax. Tento přírodní produkt je ribosomálně syntetizovány a posttranslačně modifikovány peptid (RiPP); může být dále klasifikován jako thiazol / oxazol modifikovaný mikrocin (TOMM) nebo lineární azol -obsahující peptid (KLÍN).[3]

Význam PZN pramení z jeho úzkopásmové antibiotické aktivity. Většina antibiotik v klinickém použití je Široké spektrum působící proti široké škále bakterií a odolnost proti antibiotikům k těmto lékům je běžné. Naproti tomu PZN je antibakteriální pouze proti malému počtu druhů, včetně Bacillus anthracis.

Dějiny

The geny pro biosyntéza PZN byly poprvé hlášeny v roce 2008.[4] Přírodní produkt byl poté izolován v roce 2011 z Bacillus amyloliquefaciens.[5] Strukturu PZN později v tomto roce řešily dvě nezávislé výzkumné skupiny, především prostřednictvím vysokého rozlišení hmotnostní spektrometrie a NMR spektroskopie.[6][7] V roce 2013 různé biomimetická chemická syntéza byly hlášeny studie PZN, včetně a celková syntéza.[8]

Biosyntéza

Biosyntéza plantazolicinu (PZN) vyžaduje modifikaci prekurzorového peptidu několika enzymy.

V bakteriích je plantazolicin (PZN) syntetizován nejprve jako nemodifikovaný peptid prostřednictvím překlad na ribozom. Série enzymy pak chemicky pozměnit peptid a nainstalovat jeho posttranslační modifikace, včetně několika azol heterocykly a N-terminál amin dimethylace.

Konkrétně během biosyntézy PZN v B. velezensisribosomálně syntetizovaný prekurzorový peptid prochází rozsáhlou posttranslační modifikací, včetně cyklodehydratací a dehydrogenací, katalyzovaných komplexem trimerních enzymů. Tento proces se převádí cystein a serin /threonin zbytky na heterocykly thiazolu a (methyl) oxazolu[7] (jak je vidět vpravo).

Přesný mechanismus asociace komplexu trimerního enzymu s oblastí N-koncového vedoucího peptidu dosud není znám; předpokládá se však, že vedoucí peptid je odštěpen od peptidu jádra domněle peptidáza obsažené v biosyntetice genový shluk.[9] Po odstranění vedoucího peptidu prochází nově vytvořený N-konec methylací, čímž se získá an Nα, Nα-dimethylarginin. Výsledkem této konečné úpravy je zralý PZN.

Jiné organismy jako např Bacillus pumilus, Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus, Corynebacterium urealyticum , a Brevibacterium linens byly identifikovány s podobnými genovými shluky, které mají potenciál produkovat molekuly podobné PZN.[7]

Reference

  1. ^ Proteomy - Bacillus velezensis (kmen DSM 23117 / BGSC 10A6 / FZB42) (Bacillus amyloliquefaciens subsp. Plantarum)
  2. ^ Fan, Ben; Wang, Cong; Song, Xiaofeng; Ding, Xiaolei; Wu, vápnění; Wu, Huijun; Gao, Xuewen; Borriss, Rainer (16. 10. 2018). „Bacillus velezensis FZB42 v roce 2018: Grampozitivní modelový kmen pro podporu růstu rostlin a biologickou kontrolu“. Hranice v mikrobiologii. 9: 2491. doi:10.3389 / fmicb.2018.02491. ISSN  1664-302X. PMC  6198173. PMID  30386322.
  3. ^ Arnison, Paul G .; Bibb, Mervyn J .; Bierbaum, Gabriele; Bowers, Albert A .; Bugni, Tim S .; Bulaj, Grzegorz; Camarero, Julio A .; Campopiano, Dominic J .; Challis, Gregory L .; Clardy, Jon; Cotter, Paul D .; Craik, David J .; Dawson, Michael; Dittmann, Elke; Donadio, Stefano; Dorrestein, Pieter C .; Entian, Karl-Dieter; Fischbach, Michael A .; Garavelli, John S .; Göransson, Ulf; Gruber, Christian W .; Haft, Daniel H .; Hemscheidt, Thomas K .; Hertweck, Christian; Hill, Colin; Horswill, Alexander R .; Jaspars, Marcel; Kelly, Wendy L .; Klinman, Judith P .; et al. (2013). „Ribosomálně syntetizované a posttranslačně upravené peptidové přírodní produkty: Přehled a doporučení pro univerzální nomenklaturu“. Nat. Prod. Rep. 30 (1): 108–160. doi:10.1039 / c2np20085f. PMC  3954855. PMID  23165928.
  4. ^ Lee, S. W .; Mitchell, D. A .; Markley, A. L .; Hensler, M. E.; Gonzalez, D .; Wohlrab, A .; Dorrestein, P. C .; Nizet, V .; Dixon, J. E. (2008). „Objev široce distribuovaného shluku genů biosyntézy toxinů“. Sborník Národní akademie věd. 105 (15): 5879–5884. doi:10.1073 / pnas.0801338105. PMC  2311365. PMID  18375757.
  5. ^ Scholz, R .; Molohon, K. J .; Nachtigall, J .; Vater, J .; Markley, A. L .; Sussmuth, R. D .; Mitchell, D. A .; Borriss, R. (2011). „Plantazolicin, nový přírodní produkt podobný Microcin B17 / Streptolysin S od Bacillus amyloliquefaciens FZB42“. Journal of Bacteriology. 193 (1): 215–224. doi:10.1128 / JB.00784-10. PMC  3019963. PMID  20971906.
  6. ^ Kalyon, Bahar; Helaly, Soleiman E .; Scholz, Romy; Nachtigall, Jonny; Vater, Joachim; Borriss, Rainer; SüSsmuth, Roderich D. (2011). „Plantazolicin a a B: Elucidace struktury ribozomálně syntetizovaných peptidů thiazolu / oxazolu z Bacil amyloliquefaciensFZB42 ". Organické dopisy. 13 (12): 2996–2999. doi:10,1021 / ol200809m. PMID  21568297.
  7. ^ A b C Molohon, Katie J .; Melby, Joel O .; Lee, Jaeheon; Evans, Bradley S .; Dunbar, Kyle L .; Bumpus, Stefanie B .; Kelleher, Neil L .; Mitchell, Douglas A. (2011). „Stanovení struktury a zachycení biosyntetických meziproduktů pro třídu vysoce diskriminačních antibiotik plantazolicinu“. ACS Chemická biologie. 6 (12): 1307–1313. doi:10.1021 / cb200339d. PMC  3241860. PMID  21950656.
  8. ^ Banala, Srinivas; Ensle, Paul; Süssmuth, Roderich D. (2013). „Celková syntéza ribozomálně syntetizovaného lineárního peptidu s obsahem azolu, plantazolinu a Bacil amyloliquefaciens ". Angewandte Chemie International Edition. 52 (36): 9518–9523. doi:10,1002 / anie.201302266. PMID  23761292.
  9. ^ Melby, Joel O .; Nard, Nathan J .; Mitchell, Douglas A. (2011). „Mikroby modifikované thiazolem / oxazolem: Složité přírodní produkty z ribozomálních šablon“. Aktuální názor na chemickou biologii. 15 (3): 369–378. doi:10.1016 / j.cbpa.2011.02.027. PMC  3947797. PMID  21429787.