Кіріспе

Химиялық қосылыс

Новобиоцин, сондай-ақ альбамицин деп те аталады, аминкомариндік антибиотик, ол Streptomyces niveus актиномицетімен өндіріледі, және жақында Actinomycetia класының мүшесі S. spheroides үшін субъективті синоним ретінде анықталды. Басқа аминкомариндік антибиотиктерге хлоробиоцин және кумермицин А1 жатады. Новобиоцин алғаш рет 1950 жылдардың ортасында (сол кезде стрептонивицин деп аталған) хабарланды.

Клиникалық қолдану

Ол Staphylococcus epidermidis-ке қарсы белсенді және оны басқа коагулаза теріс Staphylococcus saprophyticus-тан, яғни новобиоцинге төзімді, мәдени ортада ажырату үшін қолданылуы мүмкін. Новобиоцин 1960 жылдары Albamycin (Upjohn) саудалық атауымен клиникалық қолдануға лицензияланды. Оның тиімділігі преклиникалық және клиникалық сынақтарда көрсетілген. Препараттың ауызға қабылдауға арналған түрі тиімсіздігіне байланысты кейіннен нарықтан алынып тасталды. Новобиоцин мен тетрациклиннің қосылысы, Upjohn компаниясы Panalba және Albamycin T сияқты брендтермен сатқан, әсіресе FDA-ның қатаң тексеруіне түсті, содан кейін ол нарықтан алынды. Новобиоцин – МРСА-ны емдеуде қолданылатын тиімді антистафилококк құралы.

Әрекет ету механизмі

Новобиоциннің, сондай-ақ хлоробиоцин мен кумермицин А1 сияқты ұқсас препараттардың әрекет етудің молекулалық негізі зерттелді. Аминокумариндер бактериялық ДНҚ гиразаның өте қуатты ингибиторлары болып табылады және энергияны транслокациялауға қатысатын ферменттің GyrB суббірлігін нысанаға алу арқылы әрекет етеді. Новобиоцин, сондай-ақ басқа аминокумарин антибиотиктері GyrB катализаторымен ATPаза реакциясының бәсекелестік ингибиторлары болып табылады. Новобиоциннің қуаты ДНҚ гиразаны да нысанаға алатын, бірақ ферменттің басқа бөлігінде әрекет ететін фторхинолондардан әлдеқайда жоғары. GyrA суббірлігі ДНҚ-ның тілінуі және байланысуына қатысады. Новобиоцин еукариоттық Hsp90 белгісінің C-терминалын әлсіз ингибициялайтыны көрсетілді (жоғары микромолярлық IC50). Новобиоциннің негізгі құрылымын өзгерту Hsp90 ингибиторларының таңдамалылығын арттырды. Новобиоцин сонымен қатар грамтеріс липополисахаридтер тасымалдауышы LptBFGC-мен байланысып, оны белсендіреді. Полимераза тетаның АТФ байланысу қалтасын новобиоцин бөгеп, ATPаза активтілігінің жоғалуына себеп болады. Бұл гомологиялық рекомбинация жетіспейтін жасушалар үшін ДНҚ зақымдаушы агенттерді айналып өту жолы ретінде микрогомологиямен қатар жүзеге асырылатын ұштардың қосылуының жоғалуына әкеледі. Тышқан моделінде ісіктің көлемін азайту үшін новобиоциннің әрекеті PARP ингибиторларымен синергиялық болып табылады.

Құрылымы

Новобиоцин – аминкумарин. Новобиоцин үш құрамдас бөлікке бөлінеді: бензой қышқылының туындысы, кумарин қалдығы және новобиоза қанты. Кумарин мен АТФ байланысу орындарының үштасқандығы аминкумариндердің АТФ-аза активтілігінің бәсекелес тежегіштері екенін көрсетеді.

Құрылым мен қызмет қатынасы

Құрылымдық белсенділік байланысы эксперименттерінде новобиоз қантіндегі карбамоил тобын алып тастау новобиоциннің тежеуші белсенділігін күрт төмендетуге әкеп соғатыны анықталды. Олар 23 потенциалды ашық оқу кадрын (ORF) және новобиоцин биосинтезіне қатысуы мүмкін тағы 11 ORF-ты анықтады. А сақинасының биосинтезі (1-сурет) префенатпен басталады, ол шимикалық қышқыл биосинтез жолынан туындайды. NovF ферменті префенаттың декарбоксилдеуін катализдейді, сонымен бірге никотинамид аденин динуклеотид фосфатын (NADP+) NADPH-қа дейін тотықтырады. Содан кейін NovQ фенил сақинасына диметилаллилпирофосфатпен (DMAPP) электрофильді қосылуын катализдейді, бұл пренилдену деп аталады. DMAPP мевалон қышқылы немесе дезоксиксилулоза биосинтез жолынан түсуі мүмкін. Келесіде 3 диметилаллил-4 гидроксибензоат молекуласы NovR және молекулалық оттегінің әсерінен екі окистендіру-декарбоксилдеуге ұшырайды. NovR – гемалық емес темір оксигеназасы, бірегей екі функциялы катализге ие. Бірінші кезеңде молекулалық оттегіден екі оттегі де қосылады, ал екінші кезеңде изотоптық таңбалау зерттеулерімен анықталғандай, тек біреуі ғана қосылады. Бұл А сақинасының қалыптасуын аяқтайды. В сақинасының биосинтезі (2-сурет) табиғи L-тирозин аминқышқылынан басталады. Бұл АТФ және NovH ферментінің өзінің араласуымен пептидил тасымалдаушы ақуызына (PCP) аденолирленіп, тиоэстерификацияланады. NovI бұл PCP-ге байланысқан молекуланы NADPH және молекулалық оттегі арқылы β-позицияны тотықтыру арқылы одан әрі өзгертеді. NovJ және NovK J2K2 гетеродимерін құрайды, ол бензилді оксигеназаның белсенді түрі. Бұл процесте β-спирттің тотығуында NADP+ гидрид қабылдаушы ретінде қолданылады. Бұл кетон ерітіндіште энол таутомері түрінде болуға бейім. Содан кейін әлі анықталмаған ақуыз бензолдың селективті тотығуын катализдейді (2-суретті қараңыз). Тотығу кезінде бұл аралық зат спонтанды түрде лактонизацияланып, ароматты В сақинасын құрайды және процесте NovH жоғалтады. L-новиозаның (С сақинасы) биосинтезі 3-суретте көрсетілген. Бұл процесс глюкоза-1-фосфатынан басталады, онда NovV dTTP-ны алып, фосфат тобын dTDP тобына ауыстырады. Содан кейін NovT NAD+ көмегімен 4-гидрокси тобын тотықтырады. NovT сондай-ақ қанттың 6-позициясының дегидроксилдеуін жүзеге асырады. NovW одан әрі қанттың 3-позициясын эпимеризациялайды. 5-позицияның метилдеуін NovU және S-аденозилметионин (SAM) катализдейді. Соңында NovS 4-позицияны қайтадан NADH-ты пайдаланып тотықтырады, бастапқы глюкоза-1-фосфатынан сол позицияның эпимеризациясын жүзеге асырады. А, В және С сақиналары біріктіріліп, модификацияланып, дайын новобиоцин молекуласын құрайды. А және В сақиналары NovL ферментімен біріктіріледі, ол А сақинасының карбоксилат тобын дифосфорилирлеу үшін АТФ-ты пайдаланады, соның нәтижесінде В сақинасындағы карбонил тобына амин тобы шабуылдай алады. Содан кейін пайда болған қосылыс гликозилдеуге дейін NovO және SAM-мен метилдеуге ұшырайды. NovM тирозиннен алынған гидроксил тобына dTDP жоғалтуымен С (L-новиоза) сақинасын қосады. L-новиоза қантының 4-позициясында NovP және SAM тағы бір метилдеуді жүзеге асырады. Бұл метилдеу NovN-ге қанттың 3-позициясын 4-суретте көрсетілгендей карбамилдеуге мүмкіндік береді, осымен новобиоциннің биосинтезі аяқталады.