Лантибиотики
| Галлидермин | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | Галлидермин | ||
| Пфам | PF02052 | ||
| ИнтерПро | ИПР006079 | ||
| ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2 | 1 мк /год / ОБЪЕМ / СУПФАМ | ||
| TCDB | 1.C.20 | ||
| Суперсемейство OPM | 161 | ||
| белок OPM | 1 кв.м. | ||
| |||
Лантибиотики представляют собой класс полициклических пептидных антибиотиков , которые содержат характерные тиоэфирные аминокислоты лантионин или метиллантионин , а также ненасыщенные аминокислоты дегидроаланин и 2-аминоизомасляную кислоту . Они относятся к рибосомально синтезируемым и посттрансляционно модифицированным пептидам .
Лантионин состоит из двух остатков аланина , которые сшиты на своих β-углеродных атомах тиоэфирной (моносульфидной) связью.
Лантибиотики производятся большим количеством грамположительных бактерий, таких как Streptococcus и Streptomyces, для атаки на другие грамположительные бактерии, и поэтому они считаются представителями бактериоцинов . Бактериоцины классифицируются по степени посттрансляционной модификации . Лантибиотики представляют собой класс более широко модифицированных бактериоцинов, также называемых бактериоцинами класса I. (Бактериоцины, для которых дисульфидные связи являются единственной модификацией пептида, относятся к бактериоцинам класса II .)
Лантибиотики хорошо изучены из-за коммерческого использования этих бактерий в пищевой промышленности для производства молочных продуктов, таких как сыр .
Низин и эпидермин являются членами семейства лантибиотиков, которые связываются с липидом II , липидным компонентом-предшественником клеточной стенки бактерий-мишеней, и нарушают производство клеточной стенки. Лантибиотики семейства дурамицина связывают фосфоэтаноламин в мембранах клеток-мишеней и, по-видимому, нарушают некоторые физиологические функции.
История
[ редактировать ]Название лантибиотики было введено в 1988 году как аббревиатура от «лантионинсодержащие пептидные антибиотики». [1] Первые структуры этих противомикробных агентов были созданы в результате новаторской работы Гросса и Морелла в конце 1960-х и начале 1970-х годов, что ознаменовало официальное внедрение лантибиотиков. С тех пор лантибиотики, такие как низин, успешно используются для консервирования пищевых продуктов, и им еще предстоит столкнуться со значительной устойчивостью бактерий . Эти свойства лантибиотиков привели к более детальным исследованиям их структуры и путей биосинтеза .
Классификация
[ редактировать ]- Лантибиотики типа А представляют собой длинные гибкие молекулы, например, низин , бизин, субтилин , эпидермин , галлидермин. [2] Подгруппа AI включает мутацин II; подгруппа AII включает мутацины I и III.
- Лантибиотики типа В имеют глобулярную форму, например мерсацидин . [3] [4] актагардин , дурамицин и циннамицин . [5]
Некоторые содержат 2 пептида, например галодурацин . [6]
Примеры
[ редактировать ]| Лантибиотик | Тип | # из остатки | # из тиоэфирные ссылки | Другой ссылки [ нужны разъяснения ] | ссылки |
|---|---|---|---|---|---|
| низин субтилин | А | 34 | 5 | 0 | |
| галлидермин эпидермин | А | 21 | 3 | 1 | [2] |
| мерсацидин | Б | 20 | 4 | [3] | |
| актагардин | Б | 19 | 4 | 0 | |
| корица дурамицин | Б | 19 | 3 | 1 | [5] |
| субланцин 168 | ? | 37 | 1 | 2 | [7] |
| плантарицин С | Б | 27 | 4 | 0 |
(Субланцин может представлять собой S-связанный гликопептид ). [8]
Биосинтез
[ редактировать ]Они синтезируются с лидерной полипептидной последовательностью, которая удаляется только во время транспорта молекулы из синтезирующей клетки. Они синтезируются рибосомами , что отличает их от большинства природных антибиотиков. [9] Есть четыре известных фермента (лантипептидсинтетазы), ответственных за производство колец лантионина. [10] [11]
Механизм действия
[ редактировать ]Лантибиотики проявляют значительную специфичность в отношении некоторых компонентов (например, липида II ) мембран бактериальных клеток, особенно грамположительных бактерий. Лантибиотики типа А быстро убивают за счет образования пор, лантибиотики типа В ингибируют биосинтез пептидогликана. [12] Они активны в очень низких концентрациях. [13]
Приложение
[ редактировать ]Консервация продуктов питания
[ редактировать ]Лантибиотики производятся грамположительными бактериями и проявляют сильное антимикробное действие в отношении широкого спектра других грамположительных бактерий. [14] Таким образом, они стали привлекательными кандидатами для использования в консервировании пищевых продуктов (путем подавления патогенов , вызывающих порчу пищевых продуктов) и в фармацевтической промышленности (для предотвращения или борьбы с инфекциями у людей и животных). [14]
Клинический антибиотик
[ редактировать ]Один тип, известный как B-лантибиотик NVB302, вошел в первую фазу клинических испытаний в 2011 году по использованию против Clostridium difficile . [15] и сообщил о хороших результатах в 2012 году. [16]
Базы данных
[ редактировать ]BACTIBASE — это база данных открытого доступа по бактериоцинам, включая лантибиотики. [17] [18] LANTIBASE — это ресурс, специфичный для лантибиотиков. [19]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Чаттерджи С., Пол М., Се Л., ван дер Донк В.А. (февраль 2005 г.). «Биосинтез и механизм действия лантибиотиков». хим. Преподобный . 105 (2): 633–84. дои : 10.1021/cr030105v . ПМИД 15700960 .
- ^ Перейти обратно: а б Келлнер Р., Юнг Г., Хёрнер Т., Ценер Х., Шнелл Н., Энтиан К.Д., Гётц Ф. (октябрь 1988 г.). «Галлидермин: новый лантионинсодержащий полипептидный антибиотик». Евро. Дж. Биохим . 177 (1): 53–9. дои : 10.1111/j.1432-1033.1988.tb14344.x . ПМИД 3181159 .
- ^ Перейти обратно: а б Сасс П., Янсен А., Секат С., Сасс В., Сахл Х.Г., Бирбаум Г. (2008). «Лантибиотик мерсацидин является сильным индуктором стрессовой реакции клеточной стенки золотистого стафилококка» . БМК Микробиол . 8 : 186. дои : 10.1186/1471-2180-8-186 . ПМЦ 2592248 . ПМИД 18947397 .
- ^ Броц Х., Бирбаум Г., Маркус А., Молитор Э., Саль Х.Г. (март 1995 г.). «Способ действия лантибиотика мерсацидина: ингибирование биосинтеза пептидогликана посредством нового механизма?» . Антимикроб. Агенты Чематер . 39 (3): 714–9. дои : 10.1128/AAC.39.3.714 . ПМК 162610 . ПМИД 7793878 .
- ^ Перейти обратно: а б Макино А, Баба Т, Фудзимото К, Ивамото К, Яно Й, Терада Н, Оно С, Сато СБ, Охта А, Умеда М, Мацузаки К, Кобаяши Т (январь 2003 г.). «Циннамицин (Ro 09-0198) способствует связыванию клеток и токсичности, индуцируя трансбислойное движение липидов» . Ж. Биол. Хим . 278 (5): 3204–9. дои : 10.1074/jbc.M210347200 . ПМИД 12446685 .
- ^ Купер Л.Е., МакКлеррен А.Л., Чари А., ван дер Донк В.А. (октябрь 2008 г.). «Исследование взаимосвязи структура-активность двухкомпонентного лантибиотика галодурацина» . хим. Биол . 15 (10): 1035–45. doi : 10.1016/j.chembiol.2008.07.020 . ПМК 2633096 . ПМИД 18940665 .
- ^ Штейн Т. (май 2005 г.). «Антибиотики Bacillus subtilis: структуры, синтез и специфические функции» . Мол. Микробиол . 56 (4): 845–57. дои : 10.1111/j.1365-2958.2005.04587.x . ПМИД 15853875 . S2CID 20144405 .
- ^ Оман Т.Дж., Бетчер Дж.М., Ван Х., Окалибе X.Н., ван дер Донк В.А. (февраль 2011 г.). «Субланцин — это не лантибиотик, а S-связанный гликопептид» . Нат. хим. Биол . 7 (2): 78–80. дои : 10.1038/nchembio.509 . ПМК 3060661 . ПМИД 21196935 .
- ^ Зигерс К., Хайнцманн С., Энтиан К.Д. (май 1996 г.). «Биосинтез лантибиотика низина. Посттрансляционная модификация его препептида происходит в мультимерном мембраносвязанном комплексе лантионинсинтетазы» . Ж. Биол. Хим . 271 (21): 12294–301. дои : 10.1074/jbc.271.21.12294 . ПМИД 8647829 .
- ^ Гото, Ю; Ли, Б; Класен, Дж; Ши, Ю; Бибб, MJ; ван дер Донк, Вашингтон (2010). «Открытие уникальных лантионинсинтетаз открывает новые механистические и эволюционные идеи» . ПЛОС Биология . 8 (3): e1000339. дои : 10.1371/journal.pbio.1000339 . ПМЦ 2843593 . ПМИД 20351769 .
- ^ Чжан, Вопрос; Ю, Ю; Веласкес, JE; ван дер Донк, Вашингтон (2012). «Эволюция лантипептидсинтетаз» . Труды Национальной академии наук . 109 (45): 18361–6. Бибкод : 2012PNAS..10918361Z . дои : 10.1073/pnas.1210393109 . ПМЦ 3494888 . ПМИД 23071302 .
- ^ Броц Х., Сахл Х.Г. (2000). «Новое понимание механизма действия лантибиотиков — разнообразные 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 . ПМИД 10882681 .
- ^ Коттер, Хилл, Росс (2005). «Бактериальные лантибиотики: стратегии улучшения терапевтического потенциала» (PDF) . Современная наука о белках и пептидах . 6 (1): 61–75. дои : 10.2174/1389203053027584 . ПМИД 15638769 . Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2007 г. Проверено 1 июня 2007 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б ван Краай С., де Вос В.М., Зизен Р.Дж., Кейперс О.П. (октябрь 1999 г.). «Лантибиотики: биосинтез, механизм действия и применение». Представитель Nat Prod . 16 (5): 575–87. CiteSeerX 10.1.1.546.6212 . дои : 10.1039/a804531c . ПМИД 10584332 .
- ^ «Новый антибиотик вступает в фазу I клинических испытаний» . Пресс-релиз . Добро пожаловать, Траст. 03.11.2011.
- ^ Паркер С. (6 августа 2012 г.). «Novacta Biosystems Limited завершает I фазу исследования NVB302 против инфекции C. difficile на здоровых добровольцах» . Пресс-релиз . Селтик Фарма Холдинг. Архивировано из оригинала 1 сентября 2013 г. Проверено 23 марта 2013 г.
- ^ Хаммами Р., Зухир А., Бен Хамида Дж., Флисс И. (2007). «BACTIBASE: новая доступная в Интернете база данных для характеристики бактериоцинов» . БМК Микробиология . 7:89 . дои : 10.1186/1471-2180-7-89 . ПМК 2211298 . ПМИД 17941971 .
- ^ Хаммами Р., Зухир А., Ле Лэй С., Бен Хамида Дж., Флисс И. (2010). «Второй выпуск BACTIBASE: база данных и инструментальная платформа для характеристики бактериоцинов» . БМК Микробиология . 10:22 . дои : 10.1186/1471-2180-10-22 . ПМЦ 2824694 . ПМИД 20105292 .
- ^ «Центр DBT президентского университета биоинформатики, Калькутта» . Архивировано из оригинала 15 августа 2013 г. Проверено 25 июля 2013 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Джек Р., Бирбаум Г., Хайдрих С., Саль Х.Г. (сентябрь 1995 г.). «Генетика биосинтеза лантибиотиков». Биоэссе . 17 (9): 793–802. дои : 10.1002/bies.950170909 . ПМИД 8763832 . S2CID 32393523 .
- Сахл Х.Г., Джек Р.В., Бирбаум Дж. (июнь 1995 г.). «Биосинтез и биологическая активность лантибиотиков с уникальными посттрансляционными модификациями» . Евро. Дж. Биохим . 230 (3): 827–53. дои : 10.1111/j.1432-1033.1995.0827г.х . ПМИД 7601145 .
- Сахл Х.Г., Бирбаум Г. (1998). «Лантибиотики: биосинтез и биологическая активность уникально модифицированных пептидов грамположительных бактерий». Анну. Преподобный Микробиол . 52 : 41–79. дои : 10.1146/аннурев.микро.52.1.41 . ПМИД 9891793 .
- Штейн Т. (май 2005 г.). «Антибиотики Bacillus subtilis: структуры, синтез и специфические функции» . Мол. Микробиол . 56 (4): 845–57. дои : 10.1111/j.1365-2958.2005.04587.x . ПМИД 15853875 . S2CID 20144405 .
- Смит Дж.Л. (2002). Структурная и функциональная характеристика лантибиотика мутацина (PDF) (доктор философии). Университет Флориды.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Lantibase — база данных лантибиотиков.
- «Полный список лантибиотиков» . База данных BACTIBASE .