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Biosíntese da Penicilina

Pelo Dr. Tomislav Meštrović, DM, PhD

A penicilina antibiótica da beta-lactana representa um dos antibióticos predominante usados para a terapia de doenças infecciosas. É produzida como o produto acabado por determinados fungos filamentous - especialmente chrysogenum do Penicillium. Embora descobertos em 1928, os caminhos da biosíntese que conduzem à penicilina têm sido explicados muito mais tarde.

Os Pesquisadores de Massachusetts Institute of Technology continuado a trabalhar no problema do produto químico e na biosíntese da penicilina, apesar do facto de que a estrutura estêve dada certo completamente e da produção em massa da droga por processos de fermentação eram rápidos. Em 1957 conseguiram finalmente a síntese total da penicilina natural.

Três etapas da biosíntese da penicilina

A biosíntese da Penicilina é dividida frequentemente em três etapas importantes. A primeira etapa catalítica é negociada pelo delta (L-Alfa-aminoadipyl) - o synthetase do L-cysteinyl-D-valine (igualmente conhecido como o synthetase do VBC), que está a uma elevação - a enzima da massa molecular que condensa três ácidos aminados principais, L-Alfa-aminoadipate, L-Cysteine e L-Valine, no VBC do tripeptide.

Na segunda etapa, o fechamento oxidativo do anel do tripeptide linear conduz a uma formação de um anel bicíclico, isto é o anel quatro-membrado da beta-lactana fundido ao anel cinco-membrado do thiazolidine que é característico para todas as penicilina. A enzima empregada nesta etapa é sintase do isopenicillin N, e o composto resultante é o isopenicillin N (IPN) com uma actividade antibiótica fraca, fazendo lhe o primeiro intermediário bioactive do caminho da biosíntese da penicilina.

Neste momento, o caminho pode divergir para os micro-organismos diferentes. No caso do Penicillium (e dos outros fungos deprodução), a terceira etapa representa a troca da corrente lateral do L-Alfa-aminoadipate por uma corrente lateral hidrofóbica; por outro lado, no género o isopenicillin N de Acremonium é convertido na penicilina N através de um sistema da dois-enzima (acílico-CoA-synthetase e acílico-CoA-racemase).

Genética da biosíntese

Os Genes para a biosíntese antibiótica da beta-lactana são encontrados aglomerados ambos em fungos e nas bactérias filamentous. Sua organização é comum a todos os produtores da beta-lactana, que inclui o pcbAB dos genes para o synthetase do VBC e o pcbC para o cyclase do VBC. Tal enlace de genes da antibiótico-biosíntese é um fenômeno bem-descrito em uma miríade de organismos deprodução.

A Expressão dos genes do conjunto da penicilina é controlada pelos reguladores pleitropic que incluem LaeA - um methylase envolvido no rearranjo do heterochromatin. Além Disso, os repressors como AnBH1 e VeA são envolvidos igualmente no regulamento.

As etapas enzimáticos Chaves na biosíntese da penicilina são limitadas a somente dois compartimentos - o cytosol e microbody. Usando a microscopia subcelular do fraccionamento e do immuno-elétron, o synthetase do VBC foi localizado no cytosol (junto com o synthetase do isopenicillin N), visto que algumas das enzimas giratórias para a terceira etapa da biosíntese da penicilina são localizadas nos microbodies.

Os genes da biosíntese da Penicilina são controlados por uma rede reguladora complexa, influenciada por factores tais como o pH, a fonte de carbono, ácidos aminados, o nitrogênio, Etc. ambientais. Todas As investigações acima mencionadas contribuíram à elucidação dos sinais que conduzem à produção de penicilina, e assim podem ser esperadas ter o impacto significativo em programas de melhoria racionais da tensão.

Fontes

  1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC171734/
  2. http://www.im.microbios.org/04december98/07%20Liras.pdf
  3. http://pac.iupac.org/publications/pac/pdf/1971/pdf/2804x0399.pdf
  4. http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2007/mi07-3_4g.pdf
  5. Brakhage A, Sprote P, Al-Abdallah Q, Gehrke A, Plattner H, Tuncher A. Regulamento da Biosíntese da Penicilina em Fungos Filamentous. Em: Brakhage A. Molecular Biotecnologia de Antibióticos Fungosos da Beta-Lactana e de Synthetases Relacionados do Peptide; Media da Ciência & do Negócio de Springer, 2004; pp. 45-90.
  6. Brakhage A, Caruso ML. Genética Biotécnica da Biosíntese Antibiótica. Em: Kück U. Genética e Biotecnologia. Media da Ciência & do Negócio de Springer, 2004; pp. 317-345.

[Leitura Adicional: Penicilina]

Last Updated: Apr 20, 2015

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