Табтоксин - Tabtoxin

Табтоксин

Имена
Название ИЮПАК (2S,3р)-2-((S) -2-амино-4 - ((S) -3-гидрокси-2-оксоазетидин-3-ил) бутанамидо) -3-гидроксибутановая кислота
Другие имена N-[(2S) -2-амино-4 - [(3S) -3-гидрокси-2-оксо-3-азетидинил] -1-оксобутил] -L-реонин; (S) -γ- (3-гидрокси-2-оксо-3-азетидинил) -L-α-аминобутирил-L-реонин
Идентификаторы
Количество CAS	40957-90-2 Y
3D модель (JSmol )	Интерактивное изображение
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 156429
ChemSpider	96964 Y
PubChem CID	107817
UNII	H3YX70R64N Y
Панель управления CompTox (EPA)	DTXSID70961331
ИнЧИ InChI = 1S / C11H19N3O6 / c1-5 (15) 7 (9 (17) 18) 14-8 (16) 6 (12) 2-3-11 (20) 4-13-10 (11) 19 / h5- 7,15,20H, 2-4,12H2,1H3, (H, 13,19) (H, 14,16) (H, 17,18) / t5-, 6 +, 7 +, 11 + / m1 / s1 Y
Улыбки O = C (O) [C @@ H] (NC (= O) [C @@ H] (N) CC [C @@] 1 (O) C (= O) NC1) [C @ H] ( O) C
Характеристики
Химическая формула	C11ЧАС19N3О6
Молярная масса	289.288 г · моль^−1
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Y проверять (что YN ?)
Ссылки на инфобоксы

Табтоксин, также известный как токсин лесных пожаров, это простой монобактам фитотоксин произведено Pseudomonas syringae. Это предшественник антибиотик табтоксинин β-лактам.^[1] Табтоксин представляет собой моноциклический β-лактам, продуцируемый P. syringae pv. tabaci, coronafaciens и garcae. Pseudomonas syringae pv. tabaci, возбудитель пожара табака, вырабатывает фитотоксин табтоксин. Бактерия, продуцирующая табтоксин, P. syringae BR2, вызывает заболевание фасоли (Phaseolus vulgaris), подобное табачному пожару. Этот организм тесно связан с P. syringae pv. tabaci, но не может быть отнесен к pathovar tabaci, поскольку не является патогенным для табака. Табтоксин является предшественником дипептида, который должен подвергаться гидролизу под действием пептидазы с образованием биологически активной формы табтоксинин-п-лактама (TβL). Табтоксин требуется BR2® для обоих хлороз и образование поражений на фасоли. Все мутации, влияющие на выработку табтоксина, будь то спонтанная делеция или индуцированная транспозоном, также влияли на образование повреждений, и во всех случаях восстановление продукции табтоксина также приводило к восстановлению патогенных симптомов. Для того, чтобы BR2 был патогенным для бобов, могут потребоваться другие факторы, но, по-видимому, они дополняют выработку табтоксина.^[2][3]

Протеин

Белок устойчивости к табтоксину (TTR) - это фермент, который катализирует ацетилирование табтоксина, делая патогены, продуцирующие табтоксин, толерантными к их собственным фитотоксинам. Согласно механизму детоксикации TTR, основанному на структуре, три сайт-направленных мутанта Y141F, D130N и Y141F-D130N были сконструированы и сверхэкспрессированы в E. coli. Затем продукты очищали и их свойства анализировали с помощью CD и DLS. Кристаллическая структура TTR образует комплекс с его природным кофактором, ацетилкоферментом A (AcCoA), с разрешением 1,55 Å. Бинарный комплекс образует характерную V-образную форму для связывания субстрата и содержит четыре мотива, консервативных в суперсемействе GCN5-родственной N-ацетилтрансферазы (GNAT), которое также включает гистоновые ацетилтрансферазы (HAT). Имеются сообщения о том, что TTR обладает активностью HAT, и предполагают эволюционную связь между TTR и другими членами GNAT. Дипептидный токсин содержит табтоксинин-β-лактам (TβL), связанный пептидной связью с продуцируемым треонином, активность, вызывающая хлороз, проявляется только после гидролиза пептидной связи аминопептидазами растительного или бактериального происхождения. Расщепление пептидной связи в табтоксине высвобождает TβL, токсичный фрагмент. TβL расположен на N-конце, а Thr находится на C-конце, что приводит к TβL-Thr. TβL-Thr гидролизуется, и образующийся TβL необратимо ингибирует глутамин синтетазу, вызывая характерный хлороз у растений. TβL спонтанно изомеризуется в табтоксинин-δ-лактам (TδL), а TblF не распознает TδL в качестве субстрата, не давая TδL-Thr. Некоторые характеристики также были предоставлены ими, но только с точки зрения биосинтеза табтоксинов. βL-Thr наблюдается, но не Thr-TβL, последовательность которого обратна последовательности табтоксина. Влияние источников углерода, азота и аминокислот на рост и выработку табтоксинов пв. tabaci, были исследованы, варьируя компоненты определенной базовой среды, которая содержала следующие питательные вещества на литр: сахароза (10 г), KNO3 (5 г), MgSO (4), 7H2O (0,2 г), CaCl (2). 2H2O (0,11 г), FeSO (4). 7H2O (20 мг), NaH2PO (4) .2H2O (0,9 г) и H2PO (4) .3HO (1 г). И на рост, и на количество синтезированного табтоксина значительно влияли источник углерода, источник азота и аминокислотные добавки. Сорбит, ксилоза и сахароза оказались лучшими источниками углерода для производства табтоксинов. При использовании глюкозы в качестве единственного источника углеводов продукция специфического токсина была очень низкой, хотя рост бактерий хорошо поддерживался глюкозой. Количество и тип источников азота (NH4Cl или KNO3) влияли на рост pv. tabaci и количество производимого табтоксина. Нитрат - лучшая из этих двух форм азота для выработки табтоксина.^[4][2]

Биосинтез и регуляция

Биосинтетические предшественники табтоксина были идентифицированы включением 13C-меченых соединений, и было показано, что они состоят из L-треонина и L-аспартата для боковой цепи и пировиноградной кислоты и метильной группы L-метионина для фрагмента β-лактама. Биосинтетическая модель образования TβL напоминает модель лизина, где первая специализированная стадия - это катализируемая DapA конденсация полуальдегида аспарагиновой кислоты с пируватом с образованием L-2,3-дигидропиколината (DHDPA). Биосинтез табтоксина ответвляется от пути биосинтеза лизина до образования диаминопимелата (DAP). TabA - это ген, который необходим для производства табтоксинов. Открытие этого гена предоставило первые экспериментальные данные, подтверждающие гипотезу о том, что предшественники табтоксина происходят от пути биосинтеза лизина. Выведенная аминокислотная последовательность tabA показала значительное родство с lysA, который кодирует декарбоксилазу DAP у бактерий. Хотя tabA не требовался для биосинтеза лизина, выведенный продукт tabB, также расположенный в области биосинтеза TβL, показал родство с dapD, геном, кодирующим THDPA-сукцинил-CoA-сукцинилтрансферазу (THDPA-ST). DapB важен для биосинтеза лизина и табтоксина, а THDPA может быть промежуточным звеном в обоих путях. В области 31 т.п.н. охарактеризованы три гена, которые содержат все гены, необходимые для синтеза TβL и устойчивости к табтоксинам: tabA, tabB и tblA. Хотя нет очевидной взаимосвязи между TblA и известными полипептидами, TabA имеет значительную гомологию последовательности с LysA из E. coli и P. aeruginosa, тогда как TabB демонстрирует родство с DapD. Некоторый прогресс был достигнут в выяснении факторов, регулирующих биосинтез табтоксина у P. syringae. В последующем исследовании было показано, что цинк необходим для активности аминопептидазы, которая гидролизует табтоксин с высвобождением TβL.^[5]

Рекомендации

1. Kinscherf TG, Coleman RH, Barta TM, Willis DK (июль 1991 г.). «Клонирование и экспрессия области биосинтеза табтоксина из Pseudomonas syringae». J. Bacteriol. 173 (13): 4124–32. Дои:10.1128 / jb.173.13.4124-4132.1991. ЧВК  208062. PMID  1648077.
2. Араи, Тошинобу; Аримура, Ясухиро; Исикура, Шун; Кино, Куники (15 августа 2013 г.). «1-Аминокислотная лигаза из Pseudomonas syringae, продуцирующая табтоксин, может быть использована для ферментативного синтеза различных функциональных пептидов». Appl. Environ. Микробиол. 79 (16): 5023–5029. Дои:10.1128 / AEM.01003-13. ЧВК  3754701. PMID  23770908.
3. Kinscherf, T. G .; Coleman, R.H .; Barta, T. M .; Уиллис, Д. К. (1 июля 1991 г.). «Клонирование и экспрессия области биосинтеза табтоксина из Pseudomonas syringae». Журнал бактериологии. 173 (13): 4124–4132. Дои:10.1128 / jb.173.13.4124-4132.1991. ЧВК  208062. PMID  1648077.
4. Рао, И Дин, Шентао Ли, Сяофэн Ли, Фэй Сун, Цзиньюань Лю, Наньмин Чжао и Цзихэ (31 мая 2003 г.). "Сайт-направленный мутагенез и предварительные рентгеновские кристаллографические исследования белка устойчивости к табтоксину". Буквы о белках и пептидах. 10 (3): 255–63. Дои:10.2174/0929866033478924. PMID  12871145.
5. Бендер, Кэрол Л .; Аларкон-Чайдес, Франсиско; Гросс, Деннис К. (1 июня 1999 г.). «Фитотоксины Pseudomonas syringae: механизм действия, регуляция и биосинтез пептидными и поликетидными синтетазами». Microbiol. Мол. Биол. Rev. 63 (2): 266–292. Дои:10.1128 / MMBR.63.2.266-292.1999. ЧВК  98966. PMID  10357851.

• http://aem.asm.org/content/79/16/5023.long
• Он, Хунчжэнь; Дин, Йи; Бартлам, Марк; Сунь, Фэй; Ле, Йи; Цинь, Синьчэн; Тан, Хун; Чжан, Жунгуан; Иоахимиак, Анджей; Лю, Цзиньюань; Чжао, Нанмин; Рао, Цзихэ (2003). «Кристаллическая структура белка устойчивости к табтоксину в комплексе с ацетилкоферментом А раскрывает механизм ацетилирования β-лактама». Журнал молекулярной биологии. 325 (5): 1019–1030. Дои:10.1016 / S0022-2836 (02) 01284-6. PMID  12527305.