Гефироновая кислота
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
3,11,12,13-тетрагидрокси-5-метокси-4,6,6,8,10,12,14,16-октаметил-7-оксогептадек-15-еновая кислота
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
| Характеристики | |
| С 26 Н 48 О 8 | |
| Молярная масса | 488.660 g/mol |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Гефироновая кислота представляет собой поликетид , существующий в виде уравновешивающей смеси структурных изомеров. В природе гефироновая кислота продуцируется медленно растущими миксобактериями : штаммом Archangium gephyra Ar3895 и штаммом Cystobacter violaceus Cb vi76. [ 1 ] Это первый антибиотик среди миксобактерий, который, как сообщается, специфически ингибирует синтез эукариотического белка.
Биологические свойства
[ редактировать ]Предварительные исследования показали, что гефироновая кислота ингибирует рост дрожжей и плесени, а также оказывает цитостатический эффект за счет ингибирования синтеза эукариотического белка в культурах клеток млекопитающих. Эксперименты с кормлением радиоактивными предшественниками показали резкую разницу в включении лейцина человеческими лейкозными клетками, такими как K-562, но небольшую разницу в включении уридина и тимидина. [ 2 ] Это позволило предположить, что основной целью гефироновой кислоты является синтез белка. Таким образом, он является потенциальной мишенью для химиотерапии рака . В настоящее время проводится профилирование экспрессии генов клеточных линий рака молочной железы человека с целью дальнейшего определения потенциала гефироновой кислоты в качестве химиотерапевтического средства. [ 3 ]
Скрининг библиотеки соединений, полученных из миксобактерий, показал, что гефироновая кислота является сильнейшим ингибитором сборки процессинговых телец (P-тельц). [ 4 ] P-тела представляют собой дискретные цитоплазматические гранулы мРНП, которые содержат нетранслируемую мРНК и белок из пути распада мРНК и из механизма молчания микроРНК. Внутри Р-тельц мРНК могут разрушаться, но компоненты Р-тельц могут быстро появляться и исчезать, возвращаясь к трансляции. [ 4 ] Механизм ингибирования сборки P-тельц гефироновой кислотой не охарактеризован, но первоначальные исследования предполагают, что механизм действия может заключаться в остановке рибосом на мРНК или в отражении ранних этапов инициации трансляции, таких как связывание рибосомальных субъединиц или факторов инициации. .
В том же исследовании также было обнаружено, что гефироновая кислота ингибирует фосфорилирование eIF2α и образование стрессовых гранул в условиях стресса. Стрессовые гранулы содержат нетранслируемые мРНК и факторы инициации трансляции, что позволяет предположить, что они могут образовываться в результате агрегации мРНП, остановленных во время инициации трансляции. [ 4 ] Путем мониторинга иммунофлюресценции установленного маркера стрессовых гранул было обнаружено, что образование стрессовых гранул ингибируется в присутствии гефироновой кислоты. Гефироновая кислота может оказывать прямое или косвенное воздействие на фактор инициации трансляции eIF2α, который захватывает мРНК в нефункциональные инициирующие комплексы, ингибируя образование как P-тельцов, так и стрессовых гранул. [ 4 ]
Биосинтез
[ редактировать ]Было проведено секвенирование кластера генов PKS у C. violaceus, которое подтвердило обнаружение пяти поликетидсинтаз I типа и ферментов адаптации пост-PKS с O -метилтрансферазой и монооксигеназой цитохрома P450 . [ 5 ] Общая структура хорошо коррелирует с модульным расположением белков, кодируемых PKS, за исключением некоторых неожиданных элементов, которые, вероятно, вызваны неактивными доменами. используется родственный GCN5 домен N -ацетилтрансферазы При начальной загрузке вместо типичного AT-домена (GNAT).
Гефироновая кислота содержит метиловый эфир при С-5 и эпоксид С-12/С-13. Эти функциональные группы включаются ферментами адаптации пост-ПКС. GphA, вероятно, отвечает за установку метилового эфира C-5. О-метилтрансферазы SpiB и SpiK, используемые в биосинтезе спирали, демонстрируют тот же SAM-связывающий мотив, что и GphA. [ 6 ]
GphK является членом суперсемейства цитохрома p450 и, как предполагается, осуществляет эпоксидирование олефина C12-C13. Такое эпоксидирование в пост-PKS-модификациях наблюдалось при биосинтезе эпотилона с помощью EpoK. [ 2 ] В EpoK консенсусный механизм эпоксидирования с помощью P450 включает образование пи-комплекса между оксоферрил-пи-катион-радикальными радикалами (Fe IV ) и пи-связь олефина с последующим переносом электрона, образованием олефинового пи-катионного радикала и, наконец, эпоксидированием. [ 7 ]
Однако возможно также, что для установки эпоксида помимо цитохрома р450 необходима еще и FAD-зависимая монооксигеназа. Этот созависимый процесс наблюдается при биосинтезе тирандамицина с помощью TamL. [ 2 ] Эксперименты по выяснению функции этих ферментов в биосинтезе гефироновой кислоты продолжаются. [ 5 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Венцель, Силке К.; Мюллер, Рольф (21 мая 2009 г.). «Миксобактерии — «микробные фабрики» по производству биологически активных вторичных метаболитов». Молекулярные биосистемы . 5 (6): 567–74. дои : 10.1039/b901287g . ISSN 1742-2051 . ПМИД 19462013 .
- ^ Jump up to: а б с Сасс, Ф.; Штайнмец, Х.; Хёфле, Г.; Райхенбах, Х. (1 января 1995 г.). «Гефироновая кислота, новый ингибитор синтеза эукариотических белков из Archangium gephyra (миксобактерии). Производство, выделение, физико-химические и биологические свойства и механизм действия» . Журнал антибиотиков . 48 (1): 21–25. дои : 10.7164/антибиотики.48.21 . ISSN 0021-8820 . PMID 7868385 .
- ^ Янг, Жанетт; Лелиарт, Эми; Шафер, Закари Т.; Тейлор, Ричард Э. (28 октября 2014 г.). «Резюме C67: Профилирование экспрессии генов в линиях клеток рака молочной железы человека, подвергшихся воздействию гефироновой кислоты». Исследования рака . 71 (дополнение 18): C67. дои : 10.1158/1538-7445.fbcr11-c67 .
- ^ Jump up to: а б с д Мартинес, Хавьер П.; Перес-Виларо, Джемма; Мутукумар, Яж; Шеллер, Николетта; Хирш, Татьяна; Дистель, Рэнди; Штейнмец, Генрих; Янсен, Рольф; Фрэнк, Рональд (1 ноября 2013 г.). «Скрининг малых молекул, влияющих на сборку P-тел млекопитающих, выявляет связи с разнообразными внутриклеточными процессами и физиологией органелл» . Биология РНК . 10 (11): 1661–1669. дои : 10.4161/rna.26851 . ISSN 1547-6286 . ПМЦ 3907476 . ПМИД 24418890 .
- ^ Jump up to: а б с Янг, Жанетт; Стивенс, Д. Коул; Кармайкл, Рори; Тан, Джон; Рашид, Шван; Бодди, Кристофер Н.; Мюллер, Рольф; Тейлор, Ричард Э. (27 декабря 2013 г.). «Выяснение пути биосинтеза гефироновой кислоты выявило неожиданные SAM-зависимые метилирования». Журнал натуральных продуктов . 76 (12): 2269–2276. дои : 10.1021/np400629v . ISSN 0163-3864 . ПМИД 24298873 .
- ^ Кларк, Стивен (5 февраля 2002 г.). «Метилатор встречается с терминатором» . Труды Национальной академии наук . 99 (3): 1104–1106. Бибкод : 2002PNAS...99.1104C . дои : 10.1073/pnas.042004099 . ISSN 0027-8424 . ПМК 122150 . ПМИД 11830650 .
- ^ Келлс, Петреа М.; Уэлле, Хьюз; Сантос-Абертурас, Хавьер; Апарисио, Хесус Ф.; Подуст, Лариса М. (27 августа 2010 г.). «Структура цитохрома P450 PimD предполагает, что эпоксидирование полиенового макролида пимарицина происходит через гидропероксоферрический промежуточный продукт» . Химия и биология . 17 (8): 841–851. doi : 10.1016/j.chembiol.2010.05.026 . ПМЦ 2932657 . ПМИД 20797613 .