Лантибиотики - Lantibiotics

Галлидермин
Идентификаторы
СимволГаллидермин
PfamPF02052
ИнтерПроIPR006079
SCOP21 мес. / Объем / СУПФАМ
TCDB1.C.20
OPM суперсемейство161
Белок OPM1 мес.

Лантибиотики являются классом полициклический пептид антибиотики которые содержат характеристику тиоэфир аминокислоты лантионин или метиллантионин, так же хорошо как ненасыщенный аминокислоты дегидроаланин, и 2-аминоизомасляная кислота. Они принадлежат синтезированные рибосомами и посттрансляционно модифицированные пептиды.

Лантионин состоит из двух аланин остатки, сшитые на своих β-углеродных атомах тиоэфирной (моносульфидной) связью.

Лантибиотики производятся большим количеством Грамположительные бактерии такие как Стрептококк и Streptomyces атаковать другие грамположительные бактерии, и поэтому они считаются членами бактериоцины. Бактериоцины классифицируются в соответствии с их степенью посттрансляционная модификация. Лантибиотики представляют собой класс более широко модифицированных бактериоцинов, также называемых Бактериоцины I класса. (Бактериоцины, для которых дисульфидные связи единственными модификациями пептида являются Бактериоцины класса II.)

Лантибиотики хорошо изучены из-за коммерческого использования этих бактерий в пищевой промышленности для изготовления молочных продуктов, таких как сыр.

Низин и эпидермин являются членами семейства лантибиотиков, которые связываются с липид II, а клеточная стенка липидный компонент-предшественник бактерий-мишеней и нарушает производство клеточной стенки. В дурамицин семейство лантибиотиков связывает фосфоэтаноламин в мембраны его клеток-мишеней и, по-видимому, нарушают некоторые физиологические функции.

История

Название лантибиотики было введено в 1988 г. как аббревиатура от «лантионин-содержащие пептидные антибиотики».[1] Первые строения этих противомикробный Агенты были произведены в результате новаторской работы Гросса и Морелла в конце 1960-х - начале 1970-х годов, что ознаменовало официальное внедрение лантибиотиков. С тех пор лантибиотики, такие как низин благоприятно использовались для консервирования продуктов питания и еще не встретили значительных бактериальная устойчивость. Эти свойства лантибиотиков привели к более подробным исследованиям их структуры и биосинтетические пути.

Классификация

Некоторые содержат 2 пептида, например галодурацин.[6]

Примеры

ЛантибиотикТип# из
остатки		# из
тиоэфирные ссылки		Другой
ссылки[требуется разъяснение ]		реф.
низин
субтилин		А3450
галлидермин
эпидермин		А2131[2]
мерсацидинB204[3]
актагардинB1940
циннамицин
дурамицин		B1931[5]
Sublancin 168?3712[7]
Плантарицин СB2740

(Субланцин может быть S-связанным гликопептид.[8]

Биосинтез

Они синтезируются с последовательностью лидерного полипептида, которая удаляется только во время транспорта молекулы из синтезирующей клетки. Их синтезируют рибосомы, что отличает их от большинства природных антибиотиков.[9] Существует четыре известных фермента (лантипептид-синтетазы), ответственных за производство лантиониновых колец.[10][11]

Механизм действия

Лантибиотики обладают значительной специфичностью для некоторых компонентов (например, липид II ) бактериальных клеточные мембраны особенно грамположительных бактерий. Лантибиотики типа A быстро убивают за счет образования пор, лантибиотики типа B ингибируют биосинтез пептидогликана.[12] Они активны в очень низких концентрациях.[13]

Заявление

Консервация продуктов

Лантибиотики производятся грамположительными бактериями и проявляют сильное противомикробное действие по отношению к широкому спектру других грамположительных бактерий.[14] Таким образом, они стали привлекательными кандидатами для использования в консервирование продуктов питания (к подавление патогены вызывающие порчу продуктов питания) и фармацевтическая индустрия (для предотвращения или борьбы с инфекциями у людей или животных).[14]

Ветеринарный антибиотик

Дурамицин применяется для кур.

Клинический антибиотик

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

Базы данных

BACTIBASE - это база данных открытого доступа для бактериоцинов, включая лантибиотики.[17][18] LANTIBASE - это ресурс, специфичный для лантибиотиков.[19]

Рекомендации

  1. ^ Чаттерджи К., Пол М., Се Л., ван дер Донк В.А. (февраль 2005 г.). «Биосинтез и механизм действия лантибиотиков». Chem. Rev. 105 (2): 633–84. Дои:10.1021 / cr030105v. PMID  15700960.
  2. ^ а б Kellner R, Jung G, Hörner T., Zähner H, Schnell N, Entian KD, Götz F (октябрь 1988 г.). «Галлидермин: новый полипептидный антибиотик, содержащий лантионин». Евро. J. Biochem. 177 (1): 53–9. Дои:10.1111 / j.1432-1033.1988.tb14344.x. PMID  3181159.
  3. ^ а б Сасс П., Янсен А., Секат С., Сасс В., Сахл Г. Г., Бирбаум Г. (2008). «Лантибиотик мерсацидин является сильным индуктором стрессовой реакции клеточной стенки Staphylococcus aureus». BMC Microbiol. 8: 186. Дои:10.1186/1471-2180-8-186. ЧВК  2592248. PMID  18947397.
  4. ^ Brötz H, Bierbaum G, Markus A, Molitor E, Sahl HG (март 1995 г.). «Механизм действия лантибиотика мерсацидина: ингибирование биосинтеза пептидогликана с помощью нового механизма?». Антимикробный. Агенты Chemother. 39 (3): 714–9. Дои:10.1128 / AAC.39.3.714. ЧВК  162610. PMID  7793878.
  5. ^ а б Макино А., Баба Т., Фудзимото К., Ивамото К., Яно Ю., Терада Н., Оно С., Сато С.Б., Охта А., Умеда М., Мацудзаки К., Кобаяси Т. (январь 2003 г.). «Циннамицин (Ro 09-0198) способствует связыванию клеток и токсичности, индуцируя перемещение липидов между слоями». J. Biol. Chem. 278 (5): 3204–9. Дои:10.1074 / jbc.M210347200. PMID  12446685.
  6. ^ Купер Л. Е., МакКлеррен А. Л., Чари А., ван дер Донк В. А. (октябрь 2008 г.). «Исследования взаимосвязи структура-активность двухкомпонентного лантибиотика галодурацина». Chem. Биол. 15 (10): 1035–45. Дои:10.1016 / j.chembiol.2008.07.020. ЧВК  2633096. PMID  18940665.
  7. ^ Стейн Т. (май 2005 г.). «Антибиотики Bacillus subtilis: структура, синтезы и особые функции». Мол. Микробиол. 56 (4): 845–57. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2005.04587.x. PMID  15853875.
  8. ^ Оман Т.Дж., Ботчер Дж.М., Ван Х., Окалибе XN, ван дер Донк В.А. (февраль 2011 г.). «Субланцин - это не лантибиотик, а S-связанный гликопептид». Nat. Chem. Биол. 7 (2): 78–80. Дои:10.1038 / nchembio.509. ЧВК  3060661. PMID  21196935.
  9. ^ Зигерс К., Хайнцманн С., Энтиан К.Д. (май 1996 г.). «Биосинтез лантибиотика низина. Посттрансляционная модификация его препептида происходит в мультимерном мембранно-ассоциированном комплексе лантионинсинтетазы». J. Biol. Chem. 271 (21): 12294–301. Дои:10.1074 / jbc.271.21.12294. PMID  8647829.
  10. ^ Гото, Y; Ли, Б; Claesen, J; Ши, Й; Бибб, MJ; ван дер Донк, Вашингтон (2010). «Открытие уникальных синтетаз лантионина раскрывает новые механистические и эволюционные идеи». PLoS Биология. 8 (3): e1000339. Дои:10.1371 / journal.pbio.1000339. ЧВК  2843593. PMID  20351769.
  11. ^ Чжан, Q; Yu, Y; Vélasquez, JE; ван дер Донк, Вашингтон (2012). «Эволюция лантипептидных синтетаз». Труды Национальной академии наук. 109 (45): 18361–6. Дои:10.1073 / pnas.1210393109. ЧВК  3494888. PMID  23071302.
  12. ^ Brötz H, Sahl HG (2000). «Новое понимание механизма действия лантибиотиков - различные биологические эффекты за счет связывания с одной и той же молекулярной мишенью». Журнал антимикробной химиотерапии. 46 (1): 1–6. Дои:10.1093 / jac / 46.1.1. PMID  10882681.
  13. ^ Коттер, Хилл, Росс (2005). «Бактериальные лантибиотики: стратегии повышения терапевтического потенциала» (PDF). 6. Современная наука о белках и пептидах: 61–75. Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-09-28. Получено 2007-06-01. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  14. ^ а б ван Краай Ч., де Вос В.М., Сизен Р.Дж., Койперс О.П. (октябрь 1999 г.). «Лантибиотики: биосинтез, механизм действия и применение». Nat Prod Rep. 16 (5): 575–87. CiteSeerX  10.1.1.546.6212. Дои:10.1039 / a804531c. PMID  10584332.
  15. ^ «Новый антибиотик вступает в фазу I клинических испытаний». Пресс-релиз. Wellcome Trust. 2011-11-03.
  16. ^ Паркер С. (2012-08-06). «Novacta Biosystems Limited завершает фазу I исследования NVB302 против инфекции C. difficile на здоровых добровольцах». Пресс-релиз. Селтик Фарма Холдинг. Архивировано из оригинал на 2013-09-01. Получено 2013-03-23.
  17. ^ Хаммами Р., Зухир А., Бен Хамида Дж., Флисс I (2007). "BACTIBASE: новая доступная в Интернете база данных для характеристики бактериоцина". BMC Microbiology. 7: 89. Дои:10.1186/1471-2180-7-89. ЧВК  2211298. PMID  17941971.
  18. ^ Hammami R, Zouhir A, Le Lay C, Ben Hamida J, Fliss I (2010). «Второй выпуск BACTIBASE: база данных и инструментальная платформа для характеристики бактериоцина». BMC Microbiology. 10: 22. Дои:10.1186/1471-2180-10-22. ЧВК  2824694. PMID  20105292.
  19. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-08-15. Получено 2013-07-25.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)

дальнейшее чтение

внешняя ссылка