Тирандамицин - Tirandamycin

Рисунок 1. Семейство структур тирандамицина.
Рисунок 2. Биосинтетический путь тирандамицинов.
Рисунок 3. Активность TrdL in vitro.
Рисунок 4. Пост-трансляционные модификации TamI и TamL

Тирандамицины представляют собой небольшую группу природных продуктов, которые содержат бициклическую кетальную систему и фрагмент тетрамовой кислоты, последняя из которых содержится в различных природных продуктах из различных источников и характеризуется системой 2,4-пирролидиндиона колец.[1] Члены этого структурного семейства продемонстрировали широкий спектр биологическая активность как в оценках противопаразитарных, противогрибковых и анти-ВИЧ, и, кроме того, показали потенциальную полезность из-за их высокой антибактериальный свойства.[2] Стрептолидигин, аналог тирандамицинов, как известно, действует как антибактериальный агент, ингибируя транскрипцию РНК-полимеразы на стадиях инициации и удлинения цепи.[3] Структурное разнообразие в семействе тирандамицинов происходит из различных паттернов окисления, наблюдаемых в бициктической кетальной системе, и эти модификации являются определяющими признаками биоактивности, связанной с этими молекулами.[4][5]

Биосинтез

В первом исследовании, в котором изучался кластер генов для производства тирандамицина, Карлсон и другие. использованные праймеры, специфичные для кетосинтаза (KS) домены и Ферменты CYP450 зондировать ДНК Streptomyces sp. 307-9, ранее установленный производитель различных аналогов тирандамицина.[6] Они обнаружили, что кластер генов тирандамицина представляет собой Гибрид ПКС-НРПС который кодирует три белка с двумя, двумя и четырьмя модулями PKS и еще один белок, содержащий модуль NRPS. Также, что модули 0, 2, 6 и 7 AT-доменов предназначены для загрузки или расширения с помощью малонатный, а модули 1, 3, 4 и 5 специфичны для метилмалоната. Домен A в модуле NRPS специфичен для аминокислоты глицин (См. Рисунок 2). Были предложены циклизации с образованием 2,4-пирролидиндионового кольца тетрамовых кислот и бициклической кетальной системы, а также окислительные превращения в бициклическом скелете, но требовались дополнительные экспериментальные доказательства.

В другом исследовании Мо и др. охарактеризовал кластер биосинтетических генов тирандамицинов в Streptomyces sp. SCSIO1666 и описал функцию одного из кодируемых белков как флавин-зависимой оксидоредуктазы.[7] Было показано, что этот фермент отвечает за стадию окислительной трансформации (а именно, 10-гидроксидегидрирование) в промежуточный продукт, который в конечном итоге приводит к конечному продукту этого пути, предположительно тирандамицину B. Благодаря изучению метаболитов, образующихся после инактивации гена. флавин-зависимого фермента и in vitro характеризуя активность фермента, они смогли сделать вывод, что фермент окисляет тирандамицин E или F до тирандамицина A или D (см. рисунок 3).

В том же году Карлсон и другие. опубликовал еще одну статью, которая еще больше прояснила механизмы, участвующие в образовании окисленных метаболитов.[8] Они изучили действие фермента P450, содержащегося в пути (TamI), очистив его от рекомбинантного хозяина, и увидели, что in vitro, что он может окислять несколько стадий окисления, а именно тирандамицин A в тирандамицин B и тирандамицин D в тирандамицин A, что соответствует двум гидроксилированиям и одной реакции эпоксидирования. Это был первый раз, когда сообщалось о разностороннем действии одного фермента P450. Авторы также оценили in vitro действие флавин-зависимой оксидоредуктазы, ранее характеризовавшейся Mo и другие., только против промежуточных продуктов и в присутствии TamI P450, и смогли показать, что эти ферменты работают вместе: TamI сначала гидроксилирует C10 тирандамицина C с образованием тирандамицина E, затем флавин-зависимый фермент дополнительно окисляет C10 в карбонил с образованием тирандамицина D, который затем становится субстратом для TamI P450, который вводит эпоксид в олефин C11 / C12 (см. рисунок 4).

использованная литература

  1. ^ Сюйхуа Мо, Цинлянь Либ и Цзяньхуа Цзюй. Встречающиеся в природе продукты тетрамовой кислоты: выделение, выяснение структуры и биологическая активность. RSC Adv., 2014, 4, 50566-50593
  2. ^ Джейкоб К. Карлсон, Шенгиин Ли, Дуглас А. Берр и Дэвид Х. Шерман. Выделение и характеристика тирандамицинов из морских Streptomyces sp. J. Nat. Prod. 2009, 72, 2076–2079
  3. ^ Дмитрий Темяков, Николай Зенкин, Марина Н. Васылева, Анна Передерина, Тахир Х. Тахиров, Екатерина Кашкина, Мария Савкина, Савва Зоров, Вадим Никифоров, Нориюки Игараши, Наохиро Мацугаки, Соичи Вакацуки, Константин Северинов и Дмитрий Северинов. Структурные основы ингибирования транскрипции антибиотиком стрептолидигином. Мол. Ячейка, 2009, 19, 655-666
  4. ^ Дмитрий Темяков, Николай Зенкин, Марина Н. Васылева, Анна Передерина, Тахир Х. Тахиров, Екатерина Кашкина, Мария Савкина, Савва Зоров, Вадим Никифоров, Нориюки Игараси, Наохиро Мацугаки, Соичи Вакацуки, Константин Северинов и Дмитрий Северинов. Структурные основы ингибирования транскрипции антибиотиком стрептолидигином. Мол. Ячейка, 2009, 19, 655-666
  5. ^ Джейкоб К. Карлсон, Дж. Л. Фортман, Ёдзиро Анзай, Шенгиин Ли, Дуглас А. Берр и Дэвид Х. Шерман. Идентификация кластера биосинтетических генов тирандамицина из Streptomyces sp. 307-9. ChemBioChem 2010, 11, 564 - 572
  6. ^ Джейкоб К. Карлсон, Дж. Л. Фортман, Ёдзиро Анзай, Шенгиин Ли, Дуглас А. Берр и Дэвид Х. Шерман. Идентификация кластера биосинтетических генов тирандамицина из Streptomyces sp. 307-9. ChemBioChem 2010, 11, 564 - 572
  7. ^ Сюйхуа Мо, Хунбо Хуанг, Цзюньин Ма, Чжунвэнь Ван, Бо Ван, Сы Чжан, Чаншэн Чжан и Цзяньхуа Цзюй. Характеристика TrdL как 10-гидроксидегидрогеназы и создание новых аналогов на основе пути биосинтеза тирандамицина. Орг. Lett. 2011, 13, 2212-2215
  8. ^ Джейкоб К. Карлсон, Шенгиин Ли, Шамила С. Гунатиллеке, Йоджиро Анзай1, Дуглас А. Берр, Лариса М. Подуст и Дэвид Х. Шерман. Биосинтез тирандамицина опосредуется зависимыми окислительными ферментами. Nat. Chem. 2011, 3, 628−633

внешние ссылки