Ундекапренилфосфат
 | Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . ( Ноябрь 2022 г. ) |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
[(2 E ,6 E ,10 E ,14 E ,18 E ,22 E ,26 E ,30 E ,34 E ,38 E )-3,7,11,15,19,23,27,31,35 ,39,43-ундекаметилтетратраконта-2,6,10,14,18,22,26,30,34,38,42-ундекаенил]дигидрофосфат
| |
| Другие имена
ундекапренилфосфат; 3,7,11,15,19,23,27,31,35,39,43-ундекаметил-2,6,10,14,18,22,26,30,34,38,42-тетратраконтаун декаен-1 -ол, дигидрофосфат
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| КЕГГ | |
ПабХим CID
|
|
| Характеристики | |
| С 55 Ч 91 О 4 П | |
| Молярная масса | 847.303 g·mol −1 |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения
|
C55-изопренилпирофосфат |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Ундекапренилфосфат (UP), также известный как липид-P, бактопренол. [ 1 ] и С55-П., [ 2 ] представляет собой молекулу, основная функция которой заключается в транспортировке полисахаридов через клеточную мембрану, что в значительной степени способствует общей структуре клеточной стенки грамположительных бактерий . В некоторых ситуациях UP также может использоваться для переноса других полисахаридов клеточной стенки, но UP является назначенным липидным переносчиком пептидогликана. В процессе переноса пептидогликана через клеточную мембрану N -ацетилглюкозамин и N -ацетилмурамовая кислота связываются с UP на цитоплазматической стороне мембраны перед переносом через нее. [ 3 ] UP работает в цикле фосфорилирования и дефосфорилирования, поскольку липидный носитель используется, перерабатывается и реагирует с ундекапренилфосфатом. Этот тип синтеза называется синтезом de novo , при котором сложная молекула создается из более простых молекул, а не полностью перерабатывается вся структура. [ 3 ]
Синтез UP различается у грамотрицательных и грамположительных бактерий. У грамположительных бактерий в огромных количествах обнаруживается ундекапренол, который затем фосфорилируется в UP. Однако для грамотрицательных бактерий до сих пор нет никаких указаний на то, что они вообще содержат какой-либо ундекапренол. Вместо фосфорилирования ундекапренола, по-видимому, грамотрицательные бактерии подвергаются дефосфорилированию ундекапренилдифосфата , которое катализируется как фосфатидной кислотой типа 2 , гомологом фосфатазы, так и гомологом BacA. [ 4 ]
Ундекапренилфосфат также известен как «универсальный гликановый липидный носитель». Когда UP ингибируется, синтез пептидогликана прерывается, что может привести к лизису клеток . Более того, UP участвует в метаболизме многих клеточных процессов, на которые потенциально могут влиять антибиотики. Кроме того, бактерии часто используют UP для перемещения гликана ; однако некоторые бактерии не используют ундекапренилфосфат в качестве транслокатора гликанов. [ 3 ]
Биосинтетические процессы
[ редактировать ]Синтез пептидогликана
[ редактировать ]UP участвует в транспортировке субъединиц пептидогликана с цитоплазматической поверхности клеточной мембраны на периплазматическую или внеклеточную поверхность. [ 2 ]
При этом UP (также называемый липид-P) образует комплексы с пентапептидом UDP -N -ацетилмурамовой кислоты (пентапептид UDP-NAM) с образованием липида I, вытесняя UMP. Отсюда комплексы липида I с N -ацетилглюкозамином (NAG) образуют липид II. Затем липид II переносится через мембрану с помощью флиппазы на внешний листок клеточной мембраны. [ 5 ] [ 6 ] Пентапептидная субъединица NAG-NAM затем добавляется к растущей цепи пептидогликана, оставляя после себя ундекапренилдифосфат . Излишек фосфата ундекапренилдифосфата расщепляется пирофосфатазой , и UP затем возвращается на цитоплазматическую поверхность клеточной мембраны. [ 2 ]
Синтез О-антигена при сборке липополисахаридов
[ редактировать ]UP также служит липидным переносчиком О-антигенного компонента липополисахарида. Предполагается, что сахара собираются в субъединицы О-антигена непосредственно на УП на цитоплазматической поверхности клеточной мембраны. Затем субъединица UP-O-антигена переворачивается на другую сторону мембраны, где сходные субъединицы UP-O-антигена взаимодействуют и объединяют субъединицы O-антигена в повторяющиеся цепи субъединиц, оставляя после себя ундекапренилдифосфат. И снова ундекапренилфосфат перерабатывается пирофосфатазой и снова переворачивается на цитоплазматическую поверхность. [ 7 ]
Торможение
[ редактировать ]UP является ценным транспортером для оборудования клеточных стенок. При этом компоненты, необходимые для правильного функционирования UP, могут быть ингибированы, что ограничивает содействие синтезу клеточной стенки. В результате структура бактерии нарушается и теряется ее способность бороться с лизисом. [ 2 ] В более широком масштабе это полезно при борьбе или предотвращении бактериальных инфекций.
Бацитрацин является примером одного из этих антибиотиков. Это универсальный крем для местного применения, используемый при «порезах, царапинах и ожогах», обладающий «бактериостатическими и бактерицидными свойствами». [ 8 ] Этот процесс осуществляется путем нацеливания и ингибирования фермента, используемого для обновления UP — мембраносвязанной ундекапренилфосфатазы, гидролизующей ундекапренилдифосфат до UP. Этот процесс обновления имеет решающее значение для поддержания потока липидов I и липидов II через мембрану, и без него процесс синтеза клеточной стенки останавливается. [ 2 ]
Кломифен , препарат, используемый для лечения бесплодия у женщин, является еще одним ингибитором UP, открытым за последнее десятилетие. Он имеет аналогичный процесс разрушения клеточной стенки, что и бацитрацин, что приводит к лизису клеток. [ 9 ] [ 10 ]
Хотя бацитрацин и кломифен не являются единственными ингибиторами, они являются двумя в развивающемся списке, экспериментально доказано, что они ингибируют пирофосфатазу.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тузе, Тьерри; Менжен-Лекрель, Доминик (12 февраля 2008 г.). Слауч, Джеймс М. (ред.). «Синтез ундекапренилфосфата» . ЭкоСал Плюс . 3 (1): экосальплюс.4.7.1.7. дои : 10.1128/ecosalplus.4.7.1.7 . ISSN 2324-6200 . ПМИД 26443724 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Уайт, Дэвид; Драммонд, Джеймс; Фукуа, Клэй (2012). Физиология и биохимия прокариотов (4-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. стр. 319–321. ISBN 978-0-19-539304-0 .
- ^ Перейти обратно: а б с Манат, Гийом; Рур, Софи; Оже, Родольф; Боусс, Ахмед; Баррето, Элен; Менжен-Лекрель, Доминик; Тузе, Тьерри (01 июня 2014 г.). «Расшифровка метаболизма ундекапренил-фосфата: бактериальный носитель клеточной стенки на мембранной границе» . Микробная лекарственная устойчивость . 20 (3): 199–214. дои : 10.1089/mdr.2014.0035 . ISSN 1076-6294 . ПМК 4050452 . ПМИД 24799078 .
- ^ Каваками, Наоки; Фудзисаки, Синго (3 июня 2018 г.). «Метаболизм ундекапренилфосфата у грамотрицательных и грамположительных бактерий» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 82 (6): 940–946. дои : 10.1080/09168451.2017.1401915 . ISSN 0916-8451 . ПМИД 29198165 . S2CID 13605619 .
- ^ Меске, Александр Дж.; Шам, Лок-То; Кимси, Харви; Ку, Бён Мо; Гросс, Кэрол А.; Бернхардт, Томас Г.; Руднер, Дэвид З. (19 мая 2015 г.). «MurJ и новая флиппаза липида II необходимы для биогенеза клеточной стенки Bacillus subtilis» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (20): 6437–6442. Бибкод : 2015PNAS..112.6437M . дои : 10.1073/pnas.1504967112 . ISSN 1091-6490 . ПМЦ 4443310 . ПМИД 25918422 .
- ^ Кук, Элвин Сай; Хао, Айли; Ли, Сок Ён (21 июня 2022 г.). «Структура и механизм липидфлипазы MurJ» . Ежегодный обзор биохимии . 91 : 705–729. doi : 10.1146/annurev-biochem-040320-105145 . ISSN 1545-4509 . ПМЦ 10108830 . ПМИД 35320686 . S2CID 247628850 .
- ^ Уайт, Дэвид (2012). Физиология и биохимия прокариот . Джеймс Драммонд, Клэй Фукуа (4-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. стр. 323–324. ISBN 978-0-19-539304-0 . OCLC 752472552 .
- ^ Нгуен, Розали; Ханна, Нилуфар Р.; Сафади, Энтони О.; Сан, Ян (2022 г.), «Темический бацитрацин» , StatePearls , Остров сокровищ (Флорида): StatePearls Publishing, PMID 30725678 , получено 0 октября 2022 г.
- ^ Ли, Да-Гюм; Хван, Ю Хён; Пак, Ын-Джин; Ким, Юнг-Хён; Рю, Сон-Веон (13 октября 2021 г.). «Кломифена цитрат демонстрирует эффективную и устойчивую антимикробную активность против Mycobacterium abscessus» . Международный журнал молекулярных наук . 22 (20): 11029. doi : 10.3390/ijms222011029 . ISSN 1422-0067 . ПМЦ 8537717 . ПМИД 34681686 .
- ^ Фарха, Майя А.; Чарни, Томаш Л.; Майерс, Каллен Л.; Уорролл, Лиам Дж.; Френч, Шон; Конради, Дебора Г.; Ван, Ян; Олдфилд, Эрик; Стринадка, Наталья CJ; Браун, Эрик Д. (сентябрь 2015 г.). «Скрининг антагонизма ингибиторов биогенеза клеточной стенки бактерий выявил ингибитор ундекапренилдифосфатсинтазы» . Труды Национальной академии наук . 112 (35): 11048–11053. Бибкод : 2015PNAS..11211048F . дои : 10.1073/pnas.1511751112 . ISSN 0027-8424 . ПМК 4568241 . ПМИД 26283394 .