Tirandamycin
Tirandamyciner är en liten grupp naturliga produkter som innehåller ett bicykliskt ketalsystem och en tetramsyradel, varav den senare finns i olika naturprodukter från en mängd olika källor och som kännetecknas av ett 2,4-pyrrolidindion-ringsystem. Medlemmar av denna strukturella familj har visat ett brett spektrum av biologiska aktiviteter som i antiparasitiska, antifungala och anti-HIV-utvärderingar, och har dessutom visat potentiell användbarhet på grund av deras potenta antibakteriella egenskaper. Streptolydigin , en analog till tirandamycinerna, är känt för att fungera som ett antibakteriellt medel genom att hämma kedjeinitierings- och förlängningsstegen RNA-polymeras transkription. Den strukturella mångfalden i tirandamycinfamiljen härrör från de olika oxidationsmönster som observerats i det bicykliska ketalsystemet, och dessa modifieringar är avgörande egenskaper för den bioaktivitet som är associerad med dessa molekyler.
Biosyntes
I den första studien som tittade på genklustret för produktion av tirandamycin, Carlson et al. använde primrar specifika för ketosyntas (KS) domäner och CYP450 enzymer för att undersöka DNA från Streptomyces sp. 307-9, en tidigare fastställd producent av olika tirandamycinanaloger. De fann att tirandamycin-genklustret är en PKS-NRPS-hybrid som kodar för tre proteiner med två, två och fyra PKS-moduler och ett annat protein som innehåller en NRPS-modul. Dessutom att modulerna 0, 2, 6 och 7 AT-domäner är specifika för att ladda eller utöka med malonat , medan modulerna 1, 3, 4 och 5 är specifika för metylmalonat. A-domänen i NRPS-modulen är specifik för aminosyran glycin (se figur 2). Cykliseringarna för att bilda tetramsyrornas 2,4-pyrrolidindionring och det bicykliska ketalsystemet, såväl som de oxidativa omvandlingarna i det bicykliska skelettet, föreslogs men ytterligare experimentella bevis behövdes.
I en annan studie har Mo et al. karakteriserade det biosyntetiska genklustret av tirandamycinerna i Streptomyces sp. SCSIO1666 och beskrev funktionen av ett av de kodade proteinerna som ett flavinberoende oxidoreduktas. Detta enzym visade sig vara ansvarigt för ett oxidativt omvandlingssteg (nämligen 10-hydroxidehydreringen) till en mellanprodukt som så småningom leder till den slutliga produkten av vägen, som föreslås vara tirandamycin B. Genom en studie av metaboliter som produceras efter geninaktivering av det flavinberoende enzymet och en in vitro- karakterisering av enzymets aktivitet kunde de dra slutsatsen att enzymet oxiderar tirandamycin E eller F till tirandamycin A eller D (se figur 3).
Samma år, Carlson et al. publicerade en annan artikel som ännu mer klargjorde mekanismerna som är involverade i genereringen av de oxiderade metaboliterna. De studerade verkan av ett P450-enzym som finns i vägen (TamI) genom att rena det från en rekombinant värd, och såg, in vitro , att det kan oxidera flera oxidationssteg, nämligen tirandamycin A till tirandamycin B och tirandamycin D till tirandamycin A, som motsvarar två hydroxyleringar och en epoxidationsreaktion. Detta var första gången den mångsidiga verkan av ett enda P450-enzym rapporterades. Författarna utvärderade också in vitro av det flavinberoende oxidoreduktaset, tidigare karakteriserat av Mo et al. , mot enbart intermediärer och med närvaron av TamI P450, och kunde visa att dessa enzymer arbetar tillsammans: TamI hydroxylerar först C10 av tirandamycin C för att bilda tirandamycin E, sedan omvandlar det flavinberoende enzymet ytterligare oxiderar C10 till en karbonyl för att bilda tirandamycin D, som sedan blir ett substrat för TamI P450 som infogar en epoxid i C11/C12-olefinen (se figur 4).
externa länkar
- Antiamoeba egenskaper hos Actinomycete-metaboliterna Echinomycin A och Tirandamycin A
- Skydda ytorna från bakterier med BR Shield antimikrobiell beläggning