Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Платенсимицин - Streptomyces platensis метаболитисінің бір түрі, ол ферменттерді (β- кетоацил (ацил тасымалдаушы ақуыз (АКВ)) синтеза I/ II (FabF/ B)) блоктау арқылы әрекет ететін антибиотик.
Platensimycin, a metabolite of Streptomyces platensis, is an antibiotic, which act by blocking enzymes (β ketoacyl (acyl carrier protein (ACP)) synthase I/II (FabF/B)).
Тарих
Платенсимицинді алғаш рет Merck компаниясының қызметкерлері Streptomyces platensis штаммынан бөліп алды. 250 000 табиғи өнім экстрактінің (83 000 штамм үш өсу жағдайында) экраннан Оңтүстік Африкада жиналған топырақ үлгісінен алынған Streptomyces platensis штаммынан іріктеп алынған күшті және іріктеп алынған шағын молекуланың анықталуына әкелді. Анықтау процесі екі пластинкалы жүйе арқылы жүргізілді, онда бақылау организмдері FabF антисенс РНК экспрессиялайтын жасушалармен салыстырылды. Бұл әдіс мақсатты негіздегі бүтін жасушалық және биохимиялық талдауларды біріктіреді, бұл бүтін жасушалық талдауларды қолдану арқылы анықтауға тым төмен концентрациядағы қосылыстарды анықтауға мүмкіндік береді. Олар анықтаған платенсимицин (C24H27NO7, салыстырмалы молекулалық массасы 441,47) молекуласы амид байланысымен байланысқан екі ерекше құрылымдық элементтен тұрады. Merck тобы платенсимициннің ин витро кең спектрлі Грам- оң белсенділігін көрсетті және басқа антибиотиктерге төзімді бактерияларға, соның ішінде метициллинге төзімді Staphylococcus aureus (MRSA), ванкомицинге төзімді S. aureus, ванкомицинге төзімді Enterococci, линезолидке төзімді және макролидке төзімді патогендерге қарсы өтетін тік резистенттілігін көрсетпеді. Рацемиялық платенсимициннің толық синтезі растағандай, оның құрылымы липофилді тетрациклдік кетолидке амидтік байланысы арқылы байланысты 3 амино 2, 4- дигидроксибензой қышқылының полярлық бөлігінен тұрады.
Platensimycin was first isolated from a strain of Streptomyces platensis by workers at Merck. Screens of 250,000 natural product extracts (83,000 strains in three growth conditions) led to the identification of a potent and selective small molecule from a strain of Streptomyces platensis recovered from a soil sample collected in South Africa. The identification process was carried out using a two plate system in which control organisms were compared to cells expressing FabF antisense RNA. This method uses a combination of target based whole cell and biochemical assays, allowing compounds to be detected at concentrations that would be too low to detect using whole cell assays. The molecule they identified, platensimycin (C24H27NO7, relative molecular mass 441.47), comprises two distinct structural elements connected by an amide bond. The Merck Group showed that platensimycin has potent, broad spectrum Gram positive activity in vitro and exhibits no cross resistance to other key antibiotic resistant bacteria including Methicillin resistant Staphylococcus aureus(MRSA), vancomycin intermediate S. aureus, vancomycin resistant Enterococci, and linezolid resistant and macrolide resistant pathogens. As confirmed by total synthesis of racemic platensimycin, its structure consists of a 3 amino 2,4 dihydroxybenzoic acid polar part linked through an amide bond to a lipophilic tetracyclic ketolide.
Клиникалық қолдану
Платенсимицин - бұл мысық үлгісінде MRSA- мен жүргізілген клиникалық алдын ала зерттеулердегі эксперименталды препарат. Платенсимицин ұяшыққа үздіксіз берілген кезде in vivo тиімді антибиотик болып табылады. Дәстүрлі тәсілдермен қолданғанда тиімділігі төмендейді. Клиникалық сынақтар кейінге қалдырылды. Түрлі өзгерістер зерттелді. және платензимициннің белсенділігін арттырады.
Platensimycin is an experimental drug in preclinical trials involving MRSA in a mouse model. Platensimycin is an effective antibiotic in vivo when continuously administered to cells. Efficacy is reduced when administered by more conventional means. Clinical trials have been delayed. A variety of modifications have been investigated. and increase the activity of platensimycin.
Биосинтез
Биосинтездік зерттеулер бензоидтық сақина пируват пен ацетаттан ТСА циклы арқылы, ал C 17 тетрациклді энон қышқылының өзегі мевалонат емес терпеноид жолынан алынады. Тетрациклдік энон изотоптарының таңбалану үлгісі тетрациклдің мевалонат емес терпеноид жолы арқылы биосинтезімен сәйкес келеді. Бұл жол пируват пен глицеральдегид-3 фосфатының декарбоксилдеуінен пайда болған тиаминді активацияланған ацетил тобын конденсациялауға, содан кейін транспозициялау сатысына жатады. Пируват пен глицеральдегид-3 фосфаты (сонымен қатар глицерол) гликолиттік жолдың бір бөлігі болғандықтан, әртүрлі инкорпорация деңгейлері күтіледі. Осылайша, пируват пен глицеральдегид 3 фосфатын пайдалана отырып, мевалонат емес жолмен синтезделетін терпеноидтық құрылыс блоктары, диметилаллилдифосфат және изопентелилдифосфат, дитерпеноидтық прекурсор геранилгеранилдифосфатты қалыптастыру үшін конденсацияланады, ол энт кауренмен байланысты (немесе одан алынған) аралық заттарға айналады. Бұл аралық зат қос байланысының тотықтырғыш бөлінуі С 17 тетрациклді энон қышқылының бірлігін өндіретін үш терминалды көміртектің жоғалуына әкеледі. Тетрациклді энон мен аминобензой қышқылының N ацилтрансфераза реакциясы платенсимицинге әкеледі.
Biosynthesitic studies show that the benzoic ring is produced from pyruvate and acetate via the TCA cycle, while the C 17 tetracyclic enone acid core is produced from the non mevalonate terpenoid pathway. The tetracyclic enone isotope labeling pattern observed is consistent with the biosynthesis of the tetracycle via the non mevalonate terpenoid pathway. This pathway involves condensation of a thiamine activated acetyl group arising from the decarboxylation of pyruvate and glyceraldehyde 3 phosphate followed by a transposition step. Since both pyruvate and glyceraldehyde 3 phosphate (also glycerol) are part of the glycolytic pathway, varying levels of incorporation are expected. Thus, the terpenoid building blocks, dimethylallyl diphosphate and isopentenyl diphosphate, synthesized by the non mevalonate pathway utilizing pyruvate and glyceraldehyde 3 phosphate, condense to form the diterpenoid precursor geranylgeranyl diphosphate that cyclizes to an intermediate which is related to (or derived from) ent kaurene. Oxidative cleavage of the double bond of this intermediate would result in the loss of the terminal three carbons producing the C 17 tetracyclic enone acid unit. An N acyltransferase reaction of tetracyclic enone and aminobenzoic acid would lead to platensimycin.
Әрекет ету механизмі
Платенсимицин Грам- оң бактерияларға, оның ішінде түрлі резистентті штаммдарға қарсы жақсы белсенділік көрсетті. Платенсимицин бактериялық жасуша мембраналарына қажетті май қышқылдарын өндіруге қатысатын I/ II (FabF/ B) бета- кетоацил синтездерін тежеу арқылы жұмыс істейді. Ол Грам- оң бактериялардың жасуша мембраналарын биосинтездеу үшін қажетті ферменттерге әсер етеді. Осы жолдағы басқа ферменттер де антибиотиктердің нысанасы болып табылған, мысалы FabI, изониязид және ұқсас қосылыстар және антисептик триклозан ингибициялайтын эноил ACP (ацил тасымалдаушы ақуыз) редуктазасы. Бір ұсынылатын әрекет механизмі: біріншіден, FabF Cys163 тиол тобы спираль N альфа 3 диполды моменті арқылы белсендіріледі, бұл pKa төмендейді. Цистеиннің нуклеофилдігі Cys163 және Phe400 омыртқалық амидтерімен қалыптасқан оксианиондық тесіктің әсерінен күшейеді. Платензимицинмен жасалған кристаллдық құрылым кешенінде C163Q мутанты қолданылды, бұл көрнекті байланыстыруды 50 есе арттырды. Gln163 қалдықтары платензимицин карбоксилатына жақын орналасқан, бірақ арнайы сутекті байланысын жасамайды. Платензимицин карбоксилатының (анион деп есептеледі) Cys163 аниондық тиолына жапайы типтегі ферменттегі жақын орналасуы C163Q мутантының байланысуының артуының себебін білдіруі мүмкін. Қалдықтардың екінші топтамасына His303 және His340 кіреді, олар малонил бөлігінің декарбоксилдеу механизміне қатысады. Атап айтқанда, His303 кіріс малонил АКП карбоксилатына шабуыл жасау үшін құрылымды суды белсендіреді. FabF кристалдық құрылымы сонымен қатар His340 Leu342 амидты азот пен имидазол сақинасының N дельта атомы арасында сутекті байланыс құратынын көрсетеді, яғни жалғыз жұп осы атомда болуы керек. Платенсимицин кристалл құрылымында His303 қосылған судың құрамы жоқ, бұл қалдықтың электрондық күйінің басқа түрін білдіреді. His303 платензимициннің бензой қышқылы тобымен иондық өзара әрекеттесуге қабілетті катион ретінде көрініс табатынына үлкен мүмкіндік бар.
Platensimycin has shown good activity against a panel of Gram positive bacteria, including various resistant strains. Platensimycin works by inhibiting beta ketoacyl syntheses I/II (FabF/B), which are involved in the production of fatty acids required for bacterial cell membranes. It interferes with enzymes involved in the condensation steps in fatty acid biosynthesis, which Gram positive bacteria need to biosynthesise cell membranes. Other enzymes in this pathway have similarly been proven as antibiotic targets, such as FabI, the enoyl ACP (acyl carrier protein) reductase, which is inhibited by isoniazid and related compounds and the antiseptic agent triclosan. One proposed mechanism of action is that, firstly, the thiol group of FabF Cys163 is activated through the dipole moment of helix N alpha 3 which lowers the pKa. The nucleophilicity of the cysteine is enhanced by an oxyanion hole formed with the backbone amides of Cys163 and Phe400. The crystal structure complex with platensimycin employed a C163Q mutant, which gave a 50 fold increase in apparent binding. The Gln163 residue lies adjacent to the carboxylate of platensimycin but makes no specific hydrogen bond. The close proximity of the carboxylate of platensimycin (presumed to be an anion) to the anionic thiol of Cys163 in the wild type enzyme may suggest the reason behind the increase in binding of the C163Q mutant. The second set of residues worth considering comprises His303 and His340, which play a role in the decarboxylation mechanism of the malonyl moiety. In particular, His303 activates a structured water to attack the carboxylate of the incoming malonyl ACP. The crystal structure of FabF also demonstrates that His340 forms a hydrogen bond between the amide nitrogen of Leu342 and the N delta atom of the imidazole ring meaning that the lone pair must reside on this atom. In the platensimycin crystal structure the structured water adjacent to His303 is no longer present which may suggest an alternative electronic state for this residue. A strong possibility exists that His303 would present itself as a cation capable of forming an ionic interaction with the benzoic acid group of platensimycin.