Lipid II
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
Föredraget IUPAC-namn
(2R , 5R , 8S , 13R ,16S , 19R ) -19-{[(2R , 3R , 4R , 5S , 6R ) -3-acetamido-5-{[ ( 2S ,3R , 4R , 5S , 6R ) -3 -acetamido-4,5-dihydroxi-6-(hydroximetyl)oxan-2-yl]oxi}-2-[(1,3-dihydroxi- 1,3-dioxo-3-{[(2Z , 6Z , 10Z , 14Z , 18Z , 22Z , 26Z , 30Z , 34E , 38E , 42E ) -3,7,11 ,15,19,23,27,31,35,39,43-undekametyltetratetraconta-2,6,10,14,18,22,26,30,34,38,42-undekaen-1-yl]oxi}- lA5,3A5 - difosfoxan-1-yl)oxi]-6-(hydroximetyl)oxan-4-yl]oxi}-8-(4-aminobutyl)-13-karboxi-2,5,16-trimetyl - 4 ,7,10,15,18-pentaoxo-3,6,9,14,17-pentaazaicosan-1-oic acid |
|
| Identifierare | |
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| 9039417 | |
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| KEGG | |
|
PubChem CID
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C94H156N8O26P2 _ _ _ _ _ _ _ _ _ | |
| Molar massa | 1876,23 g·mol -1 |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
Lipid II är en prekursormolekyl i syntesen av bakteriers cellvägg . Det är en peptidoglykan , som är amfipatisk och uppkallad efter sin baktoprenolkolvätekedja , som fungerar som ett lipidankare och bäddar in sig i bakteriecellmembranet . Lipid II måste translokera över cellmembranet för att leverera och införliva dess disackarid-pentapeptid-"byggsten" i peptidoglykannätet. Lipid II är målet för flera antibiotika .
Ett antal analoga föreningar produceras via en liknande väg i vissa bakterier, vilket ger upphov till cellväggsmodifieringar. Se EC 2.4.1.227 för mer information.
Syntes
I peptidoglykan biosyntetisk väg
Lipid II är den sista mellanprodukten i peptidoglykansyntesen . Det bildas när MurG-transferaset katalyserar tillsats av N -acetylglukosamin (GlcNAc) till Lipid I, vilket resulterar i en komplett disackarid-pentapeptidmonomer med ett baktoprenol-pyrofosfatankare. Detta sker på insidan av det cytoplasmatiska membranet, där baktoprenolkedjan är inbäddad i dubbelskiktets inre broschyr. Lipid II transporteras sedan över membranet av ett flippas för att exponera disackarid-pentapeptidmonomeren, som är pentapeptidstammen som består av L-Ala-y-D-Glu-m-DAP-D-Ala-D-Ala mellan GlcNAc och N -acetylmuraminsyra (MurNAc), för polymerisation och tvärbindning till peptidoglykan. Det återstående baktoprenol-pyrofosfatet recirkuleras sedan till det inre av membranet. Lipid II har hänvisats till som "skyttelbäraren" av peptidoglykans "byggstenar".
Det väsentliga MurJ flippaset som translokerar lipid II över det cytoplasmatiska membranet publicerades först i juli 2014, efter decennier av sökande. Upptäckten är fortfarande något kontroversiell eftersom analysresultaten är motstridiga; FtsW ( EC 2.4.1.129 ) föreslogs som ett alternativ, med bevis som starkt gynnar MurJ-sidan sedan 2019.
Konstgjord produktion
En metod för artificiell produktion av lipid II har beskrivits. För syntes av lipid II från UDP-MurNAc pentapeptid och undecaprenol kan enzymerna MraY , MurG och undecaprenol kinas användas. Syntetiska Lipid II-analoger används i experiment som studerar hur det interagerar med och binder molekyler. Betydande mängder av den viktiga peptidoglykanprekursorn har också isolerats efter ackumulering i bakterieceller.
Funktioner
Polymerer av lipid II bildar en linjär glykankedja . Denna reaktion katalyseras av glykosyltransferaserna från familj 51 (GT51). Transpeptidaser tvärbinder kedjorna och bildar en nätliknande peptidoglykanmakromolekyl. Den resulterande glykopeptiden är en väsentlig del av många bakteriers hölje. Lipid II uppskattades existera vid en koncentration av mindre än 2000 molekyler per bakteriecell.
Lipid II-biosyntes är funktionell och väsentlig även i organismer utan cellvägg som Chlamydia och Wolbachia . Det har antagits att upprätthållande av lipid II-biosyntes återspeglar dess roll i prokaryotisk celldelning .
I upptäckten och mekanismen för sammansättning av pili i grampositiva bakterier har Lipid II varit inblandad som en viktig strukturell molekyl. Den förankrar pili under eller efter polymerisation av piluskomponenterna.
Antibiotika
Eftersom Lipid II måste vändas utanför det cytoplasmatiska membranet innan dess disackarid-peptidenhet införlivas i peptidoglykan, är det ett relativt tillgängligt mål för antibiotika. Dessa antibiotika bekämpar bakterier genom att antingen direkt hämma syntesen av peptidoglykan eller genom att binda till lipid II för att bilda destruktiva porer i det cytoplasmatiska membranet. Exempel på antibiotika som riktar sig mot Lipid II inkluderar:
- Vankomycin och dess syntetiska derivat
- Ramoplanin
- Flera lantibiotika , inklusive det vanliga livsmedelskonserveringsmedlet nisin
- Teixobactin
- Copsin
- Mänskliga alfa-defensiner
Bindande
- D-Ala-terminalen används av glykopeptidantibiotikum vankomycin för att hämma lipid I- och lipid II-konsumerande peptidoglykansyntes; i vankomycinresistenta stammar kan vankomycin inte binda, eftersom en avgörande vätebindning går förlorad. Oritavancin använder också D-Ala-D-Ala-terminalen, men dessutom använder den korsbryggan och D-iso-glutamin i position 2 av lipid II-stampeptiden, som finns i ett antal grampositiva patogener, som stafylokocker och enterokocker . Den ökade bindningen av oritavancin genom amidering av lipid II kan kompensera för förlusten av en avgörande vätebindning i vankomycinresistenta stammar,
Lantibiotika känner igen lipid-II genom dess pyrofosfat .
Lipid II interagerar med humana alfa-defensiner , en klass av antimikrobiella peptider , såsom Defensin, alfa-1 . Det senare har använts för att beskriva och förutsäga bindning av syntetiska lågmolekylära föreningar skapade som möjliga terapeutiska medel vid behandling av grampositiva infektioner.
Penicillinbindande protein 4 byter ut d-aminosyror till Lipid II (och Lipid I), som fungerar som ett transpeptidas in vitro.
externa länkar
- Lipid+II vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)