Fruktos-asparagin

Fruktos-asparagin
Namn
	IUPAC namn (2R)-4-amino-4-oxo-2-[[(3S,4R,5R)-2,3,4,5-tetrahydroxioxan-2-yl]metylamino]smörsyra
Identifierare
CAS-nummer	34393-27-6 ;
3D-modell ( JSmol )	Interaktiv bild;
PubChem CID	71316980;
CompTox Dashboard ( EPA )	DTXSID70747834 ;
	InChI InChI=1S/C10H18N2O8/c11-6(14)1-4(9(17)18)12-3-10(19)8(16)7(15)5(13)2-20-10/h4- 5,7-8,12-13,15-16,19H,1-3H2,(H2,11,14)(H,17,18)/t4-,5-,7-,8+,10?/ m1/s1 Nyckel: AOBQWGHMIKNEHI-CWOUCCJVSA-N ;
	LEDER C1C(C(C(C(O1)(CNC(CC(=O)N)C(=O)O)O)O)O)O;
Egenskaper
Kemisk formel	C10H18N2O8 _ _ _ _ _ _ _
Molar massa	294,25852
Utseende	benvita kristaller
Smältpunkt	118 °C (244 °F; 391 K)
	Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa). Infobox referenser

Fruktos-asparagin (F-Asn) är en glykosylaminförening som främst används av Salmonella under Salmonella- medierad inflammation i tarmen. Förutom Salmonella kan flera andra arter av bakterier använda fruktos-asparagin som näringsämne. Namnet på det genetiska ställe som kodar för upptagsförmågan i Salmonella är fra . Detta fra locus har fem gener: fraR (en regulator), fraB ett fruktos-asparagin-deglykas, fraD ett sockerkinas, fraA en fruktos-asparagin-transportör och fraE ett L-asparaginas. Noterbart orsakar mutationer i fraB uppbyggnaden av den toxiska intermediären 6-fosfofuktos-aspartat (6-PF-Asp). Uppbyggnaden av 6-PF-Asp har en bakteriostatisk effekt på fraB-mutantceller, vilket gör FraB till ett potentiellt läkemedelsmål.

Egenskaper

Fruktos-asparagin är ett aminodeoxisocker. Det tar formen av en blekgul fast substans. Det sönderdelas över 120 °C.

Föreslaget Fra-proteinsystem i Salmonella

Produktion

Fruktos-asparagin bildas vid tillagning av mat genom Maillard-reaktionen . Fruktos-asparagin kan framställas genom att återloppskoka D-glukos med natriumbisulfit i metanol och sedan tillsätta L- asparagin och sedan ättiksyra eller malonsyra. Ett jonbytarharts kan sedan separera produkten från andra föroreningar.

Fruktos-asparagin finns naturligt i vissa livsmedel, med torkad sparris som innehåller 1,4 % och morot som innehåller 0,1 %.

F-Asn Utilization Pathway och från Gene Locus

fraR

En regulatorgen som ligger uppströms om fraBDAE -operonet. Det förutspås koda för en transkriptionsregulator som tillhör GntR-familjen.

fraE

fraE kodar för det periplasmatiska fruktos-asparaginaset FraE som avlägsnar ammoniak från F-Asn för att bilda fruktos-aspartat (F-Asp). Mutationer i fraE förhindrar inte F-Asn-användning på grund av redundans som tilldelas av ansB- genen som kodar för asparaginaset AnsB. Det antas att fraE kan ha resulterat från en tidigare duplicering av ansB, som sedan genomgick urval för specificitet för F-Asn. FraE är specifik för F-Asn och kan inte fungera som ett allmänt periplasmatiskt asparaginas som ansB .

fraA

fraA kodar för en transportör av Dcu-familjen, som flyttar F-Asp, men inte F-Asn, in i cytoplasman.

fraD

fraD kodar för sockerkinaset FraD som fosforylerar F-Asp till 6-fosfofuktos-aspartat (6-PF-Asp). Det är ovanligt eftersom det kan fosforylera både L- och D-stereoisomererna av F-Asp.

fraB

fraB fungerar som ett deglykas som klyver 6-PF-Asp till glukos-6-fosfat (G-6-P) och aspartat. Mutanter som saknar fraD eller fraA kan inte växa i media som endast innehåller F-Asn, men kan växa i media som innehåller F-Asn tillsammans med glukos som en alternativ kolkälla. FraB- mutanter kan emellertid inte växa på glukos i närvaro av F-Asn. Detta beror på ackumuleringen av 6-PF-Asp inuti cellen. Denna mellanprodukt har visat sig vara bakteriostatisk mot Salmonella. Denna egenskap gör FraB till ett potentiellt mål för läkemedelsbehandlingar som är selektiva mot Salmonella.

Användning av Salmonella

Många gastrointestinala Salmonella -serovarer kodar för fra locus, förmodligen för att använda fruktos-asparagin i den inflammerade tarmmiljön. När Salmonella infekterar en värd använder den två typ 3-sekretionssystem, kodade inom generna SPI1 och SPI2, för att initiera inflammation. Detta stör normal mikrobiota och skapar alternativa elektronacceptorer som nitrat och tetrationat, och tillåter även syre att ackumuleras nära epiteliala ytor. Mikrobiota som normalt skulle konsumera F-Asn elimineras av inflammation, vilket ger Salmonella tillgång till detta näringsämne. Fra operon ger en konditionsfördel till Salmonella i en inflammerad tarmkanal. Detta beror dock inte på att fruktos-asparagin är ett väsentligt näringsämne, utan snarare på att fruktos-asparagin är giftigt för en fraB-mutant av Salmonella . Anmärkningsvärda serovarer av Salmonella enterica som inte använder fruktos-asparagin och som saknar fra operon inkluderar Typhi och Paratyphi A. Detta beror sannolikt på deras extraintestinala nisch inom värden.

Användning av andra bakterier

F-Asn finns rikligt i tarmkanalen hos bakteriefria möss, men är svår att upptäcka hos konventionella möss. Detta tyder på att det finns medlemmar av mikrobiotan som kan konsumera F-Asn. Det upptäcktes nyligen att flera Clostridium- , Citrobacter- och Klebsiella -arter kan använda F-Asn. Noterbart C. difficile inte använda F-Asn. Salmonella kan eliminera konkurrens från dessa arter genom att orsaka inflammation i värdtarmkanalen. Detta dödar andra medlemmar av mikrobiotan som konsumerar F-Asn och lämnar Salmonella den enda användaren av näringsämnet. Bioinformatiska tillvägagångssätt tyder på att Salmonella kan ha förvärvat fra-generna genom horisontell överföring från Clostridia.