Yersiniabactin
| |
| Идентификаторы | |
|---|---|
3D model ( JSmol )
|
|
| Чеби | |
| Химический | |
| Chemspider | |
| Кегг | |
PubChem CID
|
|
| Характеристики | |
| C 21 H 27 N 3 O 4 S 3 | |
| Молярная масса | 481.64 g·mol −1 |
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
| |
Yersiniabactin (YBT) является сидерофором , обнаруженным в патогенных бактериях yersinia pestis , псевдотуберкулезе иерсинии и энтероколитике иерсинии , а также несколько штаммов энтеробактерий , включая энтеропатогенную эшерчию и энтерику . [ 1 ] Сидерофоры, соединения низкой молекулярной массы с высоким сродством к железу железа, являются важными факторами вирулентности в патогенных бактериях. Железо - основной элемент для жизни, используемый для таких клеточных процессов, как дыхание и репликация ДНК - широко хелатируется белками -хозяевами, такими как лактоферрин и ферритин ; Таким образом, патоген производит молекулы с еще более высоким сродством к Fe 3+ чем эти белки, чтобы получить достаточное количество железа для роста. [ 2 ] В рамках такой системы поглощения железа иерсиниябактин играет важную роль в патогенности Y. pestis , Y. Pseudotuberculosis и Y. Entercolitica .
Структура и координационные свойства
[ редактировать ]Yersiniabactin - это четыре кольцевая структура, состоящая из углерода, водорода, азота, кислорода и серы. Согласно рентгеновской кристаллографии , он связывает Fe 3+ в качестве комплекса 1: 1 с помощью трех азотных электронов и трех отрицательно заряженных атомов кислорода (каждый из которых установлен в меридиональных положениях) с искаженной октаэдрической структурой. [ 3 ] YBT-FE 3+ Комплекс имеет протон-независимую константу образования 4 x 10 36 . [ 2 ]
Биосинтез
[ редактировать ]Синтез YBT возникает с помощью смешанной нерибосомной пептид -синтетазы (NRPS)/ поликетидсинтазы (PKS). Несколько ферментов, особенно HMWP2-HMWP1Complex, [ 4 ] Соберите салицилат, три цистеина, малонил-линкер-группа и три метильные группы в структуру с четырьмя кольцами, изготовленная из салицилата, одного тиазолидина, и двух тиазолиновых колец с малонильным линкером между тиазолином и тиазолидином. YBTD, фосфопантехинилтрансфераза, добавляет фосфопантетеиин тетерс в цистеин, салицилат и малонильные группы в HMWP1 и HMWP2. YBTS синтезирует салицилат из хоризмата, который затем аденилируется YBTE и переносится в комплекс сборки HMWP2 -HMWP1. HMWP2, который состоит из двух многодоменных NRPS -модулей, принимает активированную салицилатную единицу через белок -носитель, затем циклирует и конденсирует два цистеина с образованием двух тиазолиновых колец. Малонильный линкер добавляется частью PKS HMWP1, а YBTU уменьшает второе тиазолиновое кольцо до тиазолидина перед циклизацией и конденсацией окончательного тиазолинового кольца в домене NRPS HMWP1. [ 5 ] Тиоэстераза YBTT может выполнять некоторую функцию редактирования для удаления аномальных молекул из ферментного комплекса, а домен тиоэстеразы HMWP1 выпускает завершенный сидерофор из ферментного комплекса. [ 6 ] [ 7 ]
Регуляция выражения
[ редактировать ]HPI, на котором расположены гены, кодирующие белки биосинтеза YBT, контролируются серией молекулярных регуляторов. Все четыре промоторных областях региона иерсиниабактин (PSN, IRP2, YBTA и YBTP) обладают местом связывания FUR и негативно регулируются этим репрессором в присутствии железа. [ 4 ] В присутствии YBT, члена семейства регуляторов транскрипции ARAC, активирует экспрессию из промоторов PSN, IRP2 и YBTP (транспортные и биосинтетические гены), но подавляет экспрессию своего собственного промотора. Существуют также доказательства того, что сам иерниабактин может повысить ее собственное выражение и выражение PSN/FYUA и YBTPQXS на уровне транскрипции. [ 8 ]
Роль в иерсинии патогенности
[ редактировать ]Как упоминалось ранее, сидерофоры выполняют важную функцию получения железа для патогенов в условиях низкого утюга хозяина. Таким образом, успешное установление заболевания зависит от способности инвазирующего организма приобретать железо. Из -за своего высокого сродства к железу иерсиниябактин может солюбилировать металл, связанный с белками, связывающими хозяин, и переносить его обратно в бактерии. Сложный yersiniabactin-fe 3+ распознает специфический бактериальный внешний мембранный тонн-зависимый рецептор, Fyua (PSN) и транслоцируется с помощью белков с мембранами в цитозоль, где железо разряжается из иерсиниибактина и используется в различных метаболических путях. [ 9 ] В отсутствие высокоаффинного соединения железа, патогенная иерсия , ответственная за такое летальное заболевание, как бубонная чума, вызывает только локальные симптомы умеренной интенсивности. Доступность железа, благодаря внутренней высокоаффинной системе хелатирования железа, такой как YBT, обеспечивает бактерии способность умножать хозяин и вызывать системные инфекции.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Desai, PT (2013). «Эволюционная геномика подвида Salmonella enterica» . Мбио . 4 (2): E00579-12. doi : 10.1128/mbio.00579-12 . PMC 3604774 . PMID 23462113 .
- ^ Jump up to: а беременный Perry, Rd; Balbo, PB; Джонс, ха; Fetherston, JD; Демолл, Э. (1999). «Yersiniabactin из Yersinia pestis: биохимическая характеристика сидерофора и его роль в транспорте железа и регуляции» . Микробиология . 145 (5): 1181–1190. doi : 10.1099/13500872-145-5-1181 . PMID 10376834 .
- ^ Миллер, MC; Parkin, S.; Fetherston, JD; Perry, Rd; Demoll, E. (2006). «Кристаллическая структура феррика-иерсиниабактина, фактор вирулентности иерсинии pestis». Журнал неорганической биохимии . 100 (9): 1495–1500. doi : 10.1016/j.jinorgbio.2006.04.007 . PMID 16806483 .
- ^ Jump up to: а беременный Bisseret, P.; Thielges, S.; Бур, SP; Miethke, M.; Марахиль, Массачусетс; Eustache, J. (2007). «Синтез производного 2-индолилфосфонамида с ингибирующей активностью в отношении биосинтеза иерсиньабактина». Тетраэдр буквы . 48 (35): 6080. DOI : 10.1016/j.tetlet.2007.06.150 .
- ^ Pfeifer, Ba; Ван, CCC; Уолш, Коннектикут; Khosla, C. (2003). «Биосинтез Yersiniabactin, сложного поликетид-нерибосомного пептида, используя Escherichia coli в качестве гетерологичного хозяина» . Прикладная и экологическая микробиология . 69 (11): 6698–6702. Bibcode : 2003apenm..69.6698p . doi : 10.1128/aem.69.11.6698-6702.2003 . PMC 262314 . PMID 14602630 .
- ^ Sebbane, F.; Ребята, C.; Гарднер, Д.; Long, D.; Hinnubusch, BJ (2010). II, Рой Мартин Руп (ред.). «Роль системы приобретения железа yersinia pestis esynibactin в частоте чумы, перенесенной на блох ,» Plos один 5 (12): E1 Bibcode : 2010ploso ... 514379s Doi : 10.1371/ journal.pone.0 PMC 3003698 21179420PMID
- ^ Carniel, E. (2001). «Остров высокой патогенности Ерсинии: остров железа против». Микробы и инфекция . 3 (7): 561–569. doi : 10.1016/s1286-4579 (01) 01412-5 . PMID 11418330 .
- ^ Миллер, MC; Fetherston, JD; Пикетт, кл; Бобров, Аг; Уивер, RH; DEMOLL, E.; Perry, Rd (2010). «Сниженное синтез сидерофора YBT или выработка аберрантных YBT-подобных молекул активирует транскрипцию генов иерсиниибактин в Yersinia pestis» . Микробиология . 156 (7): 2226–2238. doi : 10.1099/mic.0.037945-0 . PMC 3068685 . PMID 20413552 .
- ^ Perry, Rd; Shah, J.; Bearden, SW; Томпсон, JM; Fetherston, JD (2003). «Yersinia pestis tonb: роль в использовании железа, гема и гемопротеинов» . Инфекция и иммунитет . 71 (7): 4159–4162. doi : 10.1128/iai.71.7.4159-4162.2003 . PMC 161968 . PMID 12819108 .