Атроментин
 Структурная формула атроментина | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК 1 4 ,2 3 ,2 6 ,3 4 -Тетрагидрокси[1 1 ,2 1 :2 4 ,3 1 -терфенил]-2 2 ,2 5 -дион | |
| Другие имена 2,5-Дигидрокси-3,6-бис(4-гидроксифенил)-1,4-бензохинон | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| С 18 Н 12 О 6 | |
| Молярная масса | 324.288 g·mol −1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Атроментин — природное химическое соединение, обнаруженное в грибах Agaricomycetes порядков Agaricales и Thelephorales . Его также можно получить путем лабораторного синтеза . [1] Химически это полифенол и бензохинон . [2]
События
[ редактировать ]Атроментин был обнаружен в культурах Clitocybe subilludens. [3] и в экстрактах Hydnellum peckii . Первые ферменты его биосинтеза были охарактеризованы у Tapinella panuoides . [4] Один из них называется атроментинсинтетаза . [5]
Биологическая деятельность
[ редактировать ]Ряд потенциальных биологических активностей атроментина был изучен in vitro . Атроментин обладает антибактериальной активностью in vitro , ингибируя фермент еноилацил-протеин-переносчик редуктазу (необходимый для биосинтеза жирных кислот ) у бактерий Streptococcus pneumoniae . [6] Доказано, что атроментин является гладких мышц стимулятором . [7] Он также индуцирует апоптоз в изолированных лейкемии клетках человека U937 . [8] Это также антикоагулянт . [9]
Генетическая и ферментативная основа атроментина
[ редактировать ]Атроментин биосинтезируется из двух единиц 4-гидроксифенилпировиноградной кислоты (4-HPP) с помощью нерибосомального пептидсинтетазоподобного фермента (атроментинсинтетаза), содержащего доменную архитектуру аденилирование-тиолирование-тиоэстераза (AT-TE). 4-HPP образуется в результате дезаминирования с помощью аминотрансферазы. Генетическая основа этих двух генов кластеризована (т.е. расположена рядом друг с другом). Эти ферменты были впервые охарактеризованы у Tapinella panuoides путем сверхэкспрессии соответствующих генов (AtrA и AtrD) в E. coli и инкубации голофермента с 4-HPP для наблюдения за образованием атроментина. [4] За этим последовала характеристика фермента GreA в Suillus grevillei . [10] шесть (InvA1-6, из которых InvA1, 2 и 5 были функциональными) у Paxillus involutus , [11] и NPS3 от Serpula lacrymans . [12] [13] Кроме того, существует еще один соседний и консервативный ген, кодирующий алкогольдегидрогеназу/оксидоредуктазу, функция которого неясна. В большинстве случаев кластерные гены биосинтеза обнаруживаются ортологичными у базидиомицетов. Был обнаружен общий промоторный мотив, общий для атроментинсинтетазы и аминотрансферазы 23 различных базидиомицетов, продуцирующих атроментин, который почти во всех случаях отсутствовал у алкогольдегидрогеназы, что указывает на совместную регуляцию двух основных генов, которые обеспечивают продукцию атроментина с помощью общего фактора транскрипции. . [12] [14] Были идентифицированы дополнительные промоторные мотивы, предшествующие генам атроментина эктомикоризы, которые отсутствовали у коричневых гнилей, что указывает на различную генетическую регуляцию атроментина. [14] Гены атроментинсинтетазы и аминотрансферазы S. lacrymans активировались во время совместной инкубации с бактериями. [14]
Нерибосомальный код аминокислот для биосинтеза
[ редактировать ]Нерибосомальный пептидсинтетазоподобный фермент (атроментинсинтетаза), который симметрично конденсирует два мономера 4-HPP, имеет домен аденилирования, который принимает субстраты перед катализом. Акцепторный домен содержит код из 10 аминокислот, известный как нерибосомальный код (код NRPS). пример атроментинсинтетазы Suills grevillei Здесь используется , GreA. Код находится в положениях аминокислот 235 (V), 236 (А), 239 (Е), 278 (F), 299 (S), 301 (G), 322 (G), 320 (А), 331 ( С), 517 (К). [10] Код соответствует атроментинсинтетазам S. lacrymans (NPS3), Tapinella panuoides (AtrA) и Paxillus involutus (InvAs). Точно так же код NRPS для производства атроментина поддерживает универсальный код для других соединений, производных ароматической альфа-кетокислоты, таких как соединения из L -фенилаланина, такого как ралфуранон B, через фенилпировиноградную кислоту и из L -триптофана, такого как дидеметиластеррихинон D, через индол-3-. пировиноградная кислота (обратите внимание, что атроментин получается из ароматической альфа-кетокислоты L-тирозина через 4-гидроксифенилпировиноградную кислоту). [ нужна ссылка ]
Для InvA из Paxillus involutus общий аминокислотный мотив был также обнаружен в тиоэстеразном домене (последний домен), что подтверждает биохимические данные о том, что фермент способен завершить образование атроментина или нет. [11]
Биосинтез атроментина
[ редактировать ]Ароматическая аминокислота L -тирозин является предшественником 4-гидроксифенилпировиноградной кислоты, а 2 единицы 4-HPP конденсируются с образованием атроментина. Начальным этапом является дезаминирование с помощью аминотрансферазы. Второй этап катализируется нерибосомальным пептидсинтетазоподобным ферментом (NRPS-подобным, поскольку он не имеет канонического домена конденсации, называемым атроментин/хинонсинтетазой). Домен аденилирования этого NRPS-подобного фермента акцептирует 4-HPP, что определяется анализом обмена АТФ-PPi. Фермент, продуцируемый в E. coli , должен быть примирован к его голо-форме с помощью фосфопантетеинилтрансферазы (Ppant), хотя E. coli может in vivo примировать апофермент (например, через EntD). Ppants успешно использовались на основе кДНК, полученной из A. nidulans (например, NpgA), Streptomyces verticillus (Svp) и Paxillus involutus (PptA). Несколько исследований, в частности, на бактерии Burkholderia thailandensis, проведенные Biggins et al., показали, что ген аминотрансферазы может отсутствовать, и эта активность может обеспечиваться посредством его первичного метаболизма. [ нужна ссылка ]
Конгенеровые пигменты
[ редактировать ]Атроментин является предшественником различных других пигментов, включая пульвиновые кислоты, такие как вариегатовая кислота , ксерокоминовая кислота , гомоксерокомовая кислота , изоксерокомовая кислота , атроментиновая кислота , вариегаторубин , ксерокоморубин и другие модифицированные производные. Было обнаружено, что основные пигменты типа пульвиновой кислоты секретируются при совместной инкубации с бактериями или введении в среду с высоким содержанием органического азота (по сравнению с ростом на неиндуцирующей среде, содержащей неорганический азот). К диарилциклопентенонам относятся инволютин, инволютон, гироциканин, гиропорин (окисленный вариант гироцианина), ангидроинволютин и шамониксин. Несмотря на структурное сходство, гревиллины (AD) происходят из 4-HPP, предшественника атроментина. Гревиллины являются хемотаксономическим маркером рода Suillus. Модификации атроментина включают лейкотроментин, лейкоментин-3, лейкоментин-4 и циклколеукомелон. Кроме того, телефоровая кислота является производным клады телефороидов. Различные ферменты, участвующие в образовании этих пигментов, помимо генетической и ферментативной основы производства его предшественника атроментина, неизвестны.
Избыточный биосинтез
[ редактировать ]У Paxillus involutus в аннотированном геноме, доступном через портал JGI MycoCosm, были идентифицированы шесть нерибосомальных пептидсинтетазоподобных ферментов. Эти гены, названные InvA1,2,3,4,5 и 6, были сверхэкспрессированы в E. coli , и эти гены были охарактеризованы путем совместной инкубации апофермента с 4-HPP для определения образования атроментина, как было отмечено по его характеристике. УФ-Вид спектр и моноизотопная масса. Три из шести ферментов оказались функциональными. Это показало беспрецедентную избыточность продукции атроментина базидиомицетом. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Да, YQ; Кошино, Х.; Абэ, Н.; Накамура, Т.; Хасидзуме, Д.; Такахаши, С. (2010). «Синтез атроментина и его О-алкилированных натуральных продуктов» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 74 (11): 2342–2344. дои : 10.1271/bbb.100451 . ПМИД 21071857 .
- ^ Чандра, Соня; Де Мехия Гонсалес, Эльвира (2 июня 2004 г.). «Полифенольные соединения, антиоксидантная способность и хинонредуктазная активность водного экстракта Ardisia compressa по сравнению с чаем мате (Ilex paraguariensis) и зеленым чаем (Camellia sinensis)» . Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 52 (11): 3583–3589. дои : 10.1021/jf0352632 . ISSN 0021-8561 . ПМИД 15161234 .
- ^ Салливан, Г.; Гарретт, доктор медицинских наук; Ленехан, РФ (1971). «Наличие атроментина и телефоровой кислоты в культурах clitocybe subilludens». Журнал фармацевтических наук . 60 (11): 1727–1729. дои : 10.1002/jps.2600601134 . ПМИД 4332377 .
- ^ Jump up to: а б Шнайдер, П.; Бухиред, С.; Хоффмайстер, Д. (2008). «Характеристика генов и ферментов биосинтеза атроментина у гомобазидиомицета Tapinella panuoides ». Грибковая генетика и биология . 45 (11): 1487–1496. дои : 10.1016/j.fgb.2008.08.009 . ПМИД 18805498 .
- ^ Атроментинсинтетаза на www.uniprot.org
- ^ Чжэн С.Дж., Сон М.Дж., Ким В.Г. (2006). «Атроментин и лейкомелон — первые ингибиторы, специфичные для еноил-АПБ-редуктазы (FabK) Streptococcus pneumoniae » . Журнал антибиотиков . 59 (12): 808–12. дои : 10.1038/ja.2006.108 . ПМИД 17323650 .
- ^ Салливан, Г.; Угадай, WL (1969). «Атроментин: стимулятор гладких мышц Clitocybe subilludens». Ллойдия . 32 (1): 72–75. ПМИД 5815216 .
- ^ Атроментин-индуцированный апоптоз в клетках лейкемии человека U937. Ким Джин Хи и Чунг Хван Ли, Журнал микробиологии и биотехнологии, 2009, том. 19, №9, стр. 946-950, ИНИСТ 21945937
- ^ Ханна Дж. М., Мэлоун М. Х., Эйлер К. Л., Брэди Л. Р. (1965). «Атроментин – антикоагулянт из Hydnellum Diabolus ». Журнал фармацевтических наук . 54 (7): 1016–20. дои : 10.1002/jps.2600540714 . ПМИД 5862512 .
- ^ Jump up to: а б Ваклер, Барбара; Лакнер, Джеральд; Чуй, Йит Хенг; Хоффмайстер, Дирк (2012). «Характеристика хинонсинтетазы GreA Suillus grevillei поддерживает нерибосомальный код ароматических α-кетокислот». ХимБиоХим . 13 (12): 1798–804. дои : 10.1002/cbic.201200187 . ПМИД 22730234 . S2CID 10457901 .
- ^ Jump up to: а б с Брезель, Яна; Гетце, Себастьян; Шах, Фироз; Гейне, Дэниел; Таубер, Джеймс; Хертвек, Кристиан; Тунлид, Андерс; Столлфорт, Пьер; Хоффмайстер, Дирк (2015). «Три избыточные синтетазы обеспечивают производство редокс-активных пигментов в базидиомицете Paxillus involutus». Химия и биология . 22 (10): 1325–1334. doi : 10.1016/j.chembiol.2015.08.016 . ПМИД 26496685 .
- ^ Jump up to: а б Таубер, Джеймс П.; Шрёк, Волкер; Шелест, Екатерина; Брэхаге, Аксель А; Хоффмайстер, Дирк (2016). «Бактерии вызывают образование пигмента у базидиомицета Serpula lacrymans». Экологическая микробиология . 18 (12): 5218–5227. Бибкод : 2016EnvMi..18.5218T . дои : 10.1111/1462-2920.13558 . ПМИД 27699944 .
- ^ Иствуд, округ Колумбия; Флудас, Д; Биндер, М; Майчерчик, А; Шнайдер, П; Аэртс, А; Асьегбу, Ф.О; Бейкер, Южная Каролина; Барри, К; Бендиксби, М; Блюментритт, М; Коутиньо, премьер-министр; Каллен, Д; Де Врис, Р.П.; Гатман, А; Гуделл, Б; Генриссат, Б; Ихмарк, К; Каузеруд, Х; Колер, А; Лабутти, К; Лапидус, А; Лавин, Дж. Л.; Ли, Ю.-Х; Линдквист, Э; Лилли, В; Лукас, С; Морен, Э; Мюрат, К; и др. (2011). «Машины, разрушающие стенки растительных клеток, лежат в основе функционального разнообразия лесных грибов» . Наука . 333 (6043): 762–5. Бибкод : 2011Sci...333..762E . дои : 10.1126/science.1205411 . ПМИД 21764756 . S2CID 11022844 .
- ^ Jump up to: а б с Таубер, Джеймс П.; Гальегос-Монтерроса, Рамзес; Ковач, Акош Т.; Шелест, Екатерина; Хоффмайстер, Дирк (2018). «Различная регуляция пигмента у Serpula lacrymans и Paxillus involutus во время межцарственных взаимодействий» (PDF) . Микробиология . 164 (1): 65–77. дои : 10.1099/mic.0.000582 . ПМИД 29205129 .