Энтеробактин

Энтеробактин
Имена
	Предпочтительное название ИЮПАК N , N ', N '-[(3 S ,7 S ,11 S )-2,6,10-Триоксо-1,5,9-триоксациклододекан-3,7,11-триил]трис(2,3 -дигидроксибензамид)
Идентификаторы
Номер CAS	28384-96-5 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ; Интерактивное изображение ;
КЭБ	ЧЕБИ:28855 ;
ХЭМБЛ	ХЕМБЛ432995 ;
ХимическийПаук	31543 ;
ПабХим CID	34231 ;
НЕКОТОРЫЙ	35C9R2N24F ;
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID40182617 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	С 30 Н 27 Н 3 О 15
Молярная масса	669.55 g/mol
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

Энтеробактин (также известный как энтерохелин ) представляет собой сидерофор с высоким сродством , который усваивает железо для микробных систем. В основном он обнаружен у грамотрицательных бактерий, таких как Escherichia coli и Salmonella typhimurium . ^{[ 1 ]}

Энтеробактин - самый сильный известный сидерофор, связывающийся с ионом трехвалентного железа ( Fe ³⁺) со сродством K = 10 ⁵² М ⁻¹. ^{[ 2 ]} Это значение существенно больше, чем даже у некоторых синтетических хелаторов металлов , таких как ЭДТА (K _f,Fe3+ ~ 10 ²⁵ М ⁻¹). ^{[ 3 ]} Благодаря своему высокому сродству энтеробактин способен хелатировать даже в средах, где концентрация ионов трехвалентного железа очень низкая, например, внутри живых организмов. Патогенные бактерии могут красть железо у других живых организмов, используя этот механизм, хотя концентрация железа остается чрезвычайно низкой из-за токсичности свободного железа.

Структура и биосинтез

Хоризминовая кислота , ароматической аминокислоты предшественник , преобразуется в 2,3-дигидроксибензойную кислоту (ДГБ) с помощью ряда ферментов EntA, EntB и EntC. Амидная . связь DHB с L -серином затем катализируется EntD, EntE, EntF и EntB Три молекулы образовавшегося DHB-Ser подвергаются межмолекулярной циклизации с образованием энтеробактина. ^{[ 4 ]} ряд стереоизомеров остатков серина возможен Хотя из-за хиральности , только Δ-цис -изомер метаболически активен. ^{[ 3 ]} Первая трехмерная структура комплекса металлоэнтеробактина была определена как комплекс ванадия (IV). ^{[ 5 ]} Хотя трехмерный энантобактин долгое время ускользал от кристаллизации, его окончательная трехмерная структура была в конечном итоге получена с помощью рацемической кристаллографии, в которой кристаллы смеси трехвалентного энантобактина и его зеркального изображения (железный энантиоэнтеробактин) в соотношении 1:1 выращивались и анализировались с помощью рентгеновской кристаллографии. ^{[ 6 ]}

Механизм

Дефицит железа в бактериальных клетках запускает секрецию энтеробактина во внеклеточную среду, вызывая образование координационного комплекса FeEnt , в котором ион трехвалентного железа хелатируется с конъюгатным основанием энтеробактина. У Escherichia coli FepA во внешней мембране бактерий затем обеспечивает проникновение FeEnt в бактериальную периплазму . FepB, C, D и G участвуют в транспортировке FeEnt через внутреннюю мембрану с помощью АТФ-связывающего кассетного транспортера . ^{[ 4 ]}

необходимо расщеплять FeEnt с помощью ферриэнтеробактинэстеразы Из-за чрезвычайного сродства энтеробактина к связыванию железа для удаления железа . В результате этой деградации образуются три звена 2,3-дигидроксибензоил-L-серина. Восстановление железа (Fe ³⁺ в Фе ²⁺) происходит в сочетании с этим расщеплением, но фермент бактериальной редуктазы FeEnt не идентифицирован, и механизм этого процесса до сих пор неясен. ^{[ 8 ]} Потенциал восстановления Fe ³⁺/Фе ²⁺– Комплекс энтеробактина зависит от pH и варьируется от –0,57 В (по сравнению с NHE ) при pH 6 до –0,79 В при pH 7,4 и до –0,99 при значениях pH выше 10,4. ^{[ 9 ]}

История

Энтеробактин был открыт группами Гибсона и Нейландса в 1970 году. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} Эти первоначальные исследования установили структуру и ее связь с 2,3-дигидроксибензойной кислотой.

Ссылки

^ Дерц Э.А., Сюй Дж., Стинци А., Раймонд К.Н. (январь 2006 г.). «Бациллибактин-опосредованный транспорт железа у Bacillus subtilis». Журнал Американского химического общества . 128 (1): 22–3. дои : 10.1021/ja055898c . ПМИД 16390102 .
^ Каррано CJ, Раймонд К.Н. (1979). «Агенты, связывающие ионы железа. 2. Кинетика и механизм удаления железа из трансферрина энтеробактином и синтетическими трикатехинами». Дж. Ам. хим. Соц. 101 (18): 5401–5404. дои : 10.1021/ja00512a047 .
^ Jump up to: ^а ^б Уолш К.Т., Лю Дж., Руснак Ф., Сакаитани М. (1990). «Молекулярные исследования ферментов метаболизма хоризматов и пути биосинтеза энтеробактина». Химические обзоры . 90 (7): 1105–1129. дои : 10.1021/cr00105a003 .
^ Jump up to: ^а ^б Раймонд К.Н., Дерц Э.А., Ким С.С. (апрель 2003 г.). «Энтеробактин: архетип микробного транспорта железа» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (7): 3584–8. дои : 10.1073/pnas.0630018100 . ПМК 152965 . ПМИД 12655062 .
^ Карпишин Т.Б., Раймонд К.Н. (1992). «Первая структурная характеристика комплекса металл-энтеробактин: [V (энтеробактин)] 2-». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 31 (4): 466–468. дои : 10.1002/anie.199204661 .
^ Джонстон Т.К., Нолан Э.М. (октябрь 2017 г.). «Определение молекулярной структуры трехвалентного энантиоэнтеробактина и трехвалентного энантиоэнтеробактина с использованием рацемической кристаллографии» . Журнал Американского химического общества . 139 (42): 15245–15250. дои : 10.1021/jacs.7b09375 . ПМЦ 5748154 . ПМИД 28956921 .
^ Рейнс, диджей; Сандерсон, Ти Джей; Уайльд, Э.Дж.; Дюме-Клер, А.-К. (01.01.2015), «Сидерофоры» , Справочный модуль по химии, молекулярным наукам и химической инженерии , Elsevier, ISBN 978-0-12-409547-2 , получено 6 июля 2024 г.
^ Уорд Т.Р., Лутц А., Парел С.П., Энслинг Дж., Гютлих П., Бульо П., Орвиг К. (ноябрь 1999 г.). «Молекулярный окислительно-восстановительный переключатель на основе железа как модель высвобождения железа из энтеробактина посредством режима связывания салицилата». Неорганическая химия . 38 (22): 5007–5017. дои : 10.1021/ic990225e . ПМИД 11671244 .
^ Ли К.В., Экер DJ, Рэймонд К.Н. (1985). «Координационная химия микробных соединений, переносящих железо. 34. Зависимое от pH восстановление трехвалентного энтеробактина, исследованное электрохимическими методами, и его значение для микробного транспорта железа». Дж. Ам. хим. Соц. 107 (24): 6920–6923. дои : 10.1021/ja00310a030 .
^ Поллак-младший, Нейландс Дж.Б. (март 1970 г.). «Энтеробактин, соединение-переносчик железа из Salmonella typhimurium». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 38 (5): 989–92. дои : 10.1016/0006-291X(70)90819-3 . ПМИД 4908541 .
^ О'Брайен И.Г., Кокс ГБ, Гибсон Ф. (март 1970 г.). «Биологически активные соединения, содержащие 2,3-дигидроксибензойную кислоту и серин, образуемые кишечной палочкой». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Общие предметы . 201 (3): 453–60. дои : 10.1016/0304-4165(70)90165-0 . ПМИД 4908639 .

[1] Дерц Э.А., Сюй Дж., Стинци А., Раймонд К.Н. (январь 2006 г.). «Бациллибактин-опосредованный транспорт железа у Bacillus subtilis». Журнал Американского химического общества . 128 (1): 22–3. дои : 10.1021/ja055898c . ПМИД 16390102 .

[Carrano1979-2] Каррано CJ, Раймонд К.Н. (1979). «Агенты, связывающие ионы железа. 2. Кинетика и механизм удаления железа из трансферрина энтеробактином и синтетическими трикатехинами». Дж. Ам. хим. Соц. 101 (18): 5401–5404. дои : 10.1021/ja00512a047 .

[Walsh1990-3] Jump up to: ^а ^б Уолш К.Т., Лю Дж., Руснак Ф., Сакаитани М. (1990). «Молекулярные исследования ферментов метаболизма хоризматов и пути биосинтеза энтеробактина». Химические обзоры . 90 (7): 1105–1129. дои : 10.1021/cr00105a003 .

[Raymond2003-4] Jump up to: ^а ^б Раймонд К.Н., Дерц Э.А., Ким С.С. (апрель 2003 г.). «Энтеробактин: архетип микробного транспорта железа» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (7): 3584–8. дои : 10.1073/pnas.0630018100 . ПМК 152965 . ПМИД 12655062 .

[Karpishin1992-5] Карпишин Т.Б., Раймонд К.Н. (1992). «Первая структурная характеристика комплекса металл-энтеробактин: [V (энтеробактин)] 2-». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 31 (4): 466–468. дои : 10.1002/anie.199204661 .

[6] Джонстон Т.К., Нолан Э.М. (октябрь 2017 г.). «Определение молекулярной структуры трехвалентного энантиоэнтеробактина и трехвалентного энантиоэнтеробактина с использованием рацемической кристаллографии» . Журнал Американского химического общества . 139 (42): 15245–15250. дои : 10.1021/jacs.7b09375 . ПМЦ 5748154 . ПМИД 28956921 .

[7] Рейнс, диджей; Сандерсон, Ти Джей; Уайльд, Э.Дж.; Дюме-Клер, А.-К. (01.01.2015), «Сидерофоры» , Справочный модуль по химии, молекулярным наукам и химической инженерии , Elsevier, ISBN 978-0-12-409547-2 , получено 6 июля 2024 г.

[Ward1999-8] Уорд Т.Р., Лутц А., Парел С.П., Энслинг Дж., Гютлих П., Бульо П., Орвиг К. (ноябрь 1999 г.). «Молекулярный окислительно-восстановительный переключатель на основе железа как модель высвобождения железа из энтеробактина посредством режима связывания салицилата». Неорганическая химия . 38 (22): 5007–5017. дои : 10.1021/ic990225e . ПМИД 11671244 .

[Lee1985-9] Ли К.В., Экер DJ, Рэймонд К.Н. (1985). «Координационная химия микробных соединений, переносящих железо. 34. Зависимое от pH восстановление трехвалентного энтеробактина, исследованное электрохимическими методами, и его значение для микробного транспорта железа». Дж. Ам. хим. Соц. 107 (24): 6920–6923. дои : 10.1021/ja00310a030 .

[Pollack1970-10] Поллак-младший, Нейландс Дж.Б. (март 1970 г.). «Энтеробактин, соединение-переносчик железа из Salmonella typhimurium». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 38 (5): 989–92. дои : 10.1016/0006-291X(70)90819-3 . ПМИД 4908541 .

[O'Brien1970-11] О'Брайен И.Г., Кокс ГБ, Гибсон Ф. (март 1970 г.). «Биологически активные соединения, содержащие 2,3-дигидроксибензойную кислоту и серин, образуемые кишечной палочкой». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Общие предметы . 201 (3): 453–60. дои : 10.1016/0304-4165(70)90165-0 . ПМИД 4908639 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]