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Biosíntesis de la Penicilina

Por el Dr. Tomislav Meštrović, DOCTOR EN MEDICINA, Doctorado

La penicilina antibiótico de la beta-lactama representa uno de los antibióticos predominante usados para la terapia de enfermedades infecciosas. Es producida como producto final por ciertos hongos filamentosos - especialmente chrysogenum del Penicillium. Aunque estén descubiertos en 1928, los caminos de la biosíntesis que llevaban a la penicilina se hayan aclarado mucho más adelante.

Los Investigadores de Massachusetts Institute of Technology continuado para trabajar en el problema de la substancia química y la biosíntesis de la penicilina, a pesar de que la estructura se ha resuelto totalmente y la producción en masa de la droga por procesos de fermentación eran rápidos. En 1957 finalmente lograron la síntesis total de la penicilina natural.

Tres pasos de progresión de la biosíntesis de la penicilina

La biosíntesis de la Penicilina se divide a menudo en tres pasos de progresión importantes. El primer paso de progresión catalítico es mediado por el delta (L-Alfa-aminoadipyl) - ligasa de la L-cysteinyl-D-valina (también conocida como ligasa del ACV), que es una enzima en masa de molecularidad elevada que condensa tres aminoácidos, L-Alfas-aminoadipate, L-Cisteínas y L-Valinas de cabeza, en el ACV del tripéptido.

En el segundo paso de progresión, el cierre oxidativo del anillo del tripéptido lineal da lugar a una formación de un anillo bicíclico, es decir el anillo cuatro-membrado de la beta-lactama fundido al anillo cinco-membrado de la tiazolidina que es característico para todas las penicilinas. La enzima empleada en este paso de progresión es synthase del isopenicillin N, y la pasta resultante es el isopenicillin N (IPN) con una actividad antibiótico débil, haciéndole el primer intermedio bioactivo de camino de la biosíntesis de la penicilina.

A este punto, el camino puede divergir para los diversos microorganismos. En el caso del Penicillium (y de los otros hongos penicilina-que producen), el tercer paso de progresión representa el intercambio del encadenamiento lateral de la L-Alfa-aminoadipate por un encadenamiento lateral hidrofóbico; por otra parte, en el género el isopenicillin N de Acremonium se convierte en la penicilina N vía un sistema de la dos-enzima (acil-CoA-ligasa y acil-CoA-racemase).

Genética de la biosíntesis

Los Genes para la biosíntesis antibiótico de la beta-lactama se encuentran agrupados ambos en hongos y bacterias filamentosos. Su organización es común a todos los productores de la beta-lactama, que incluye el pcbAB de los genes para la ligasa del ACV y el pcbC para la ciclasa del ACV. Tal mecanismo articulado de los genes de la antibiótico-biosíntesis es un fenómeno bien-descrito en una miríada de organismos antibiótico-que producen.

La Expresión de los genes del atado de la penicilina es controlada por los reguladores pleitropic incluyendo LaeA - un methylase implicado en el cambio de la heterocromatina. Además, los represores como AnBH1 y VeA también están implicados en la regla.

Los pasos de progresión enzimáticos Dominantes en biosíntesis de la penicilina se lindan a solamente dos compartimientos - el cytosol y microbody. Usando microscopia subcelular del fraccionamiento y del inmuno-electrón, la ligasa del ACV fue localizada en el cytosol (así como la ligasa del isopenicillin N), mientras que algunas de las enzimas giratorias para el tercer paso de progresión de la biosíntesis de la penicilina se localizan en microbodies.

Los genes de la biosíntesis de la Penicilina son controlados por una red reguladora compleja, influenciada por factores tales como pH, fuente de carbón, aminoácidos, nitrógeno, Etc. ambiente. Todas Las investigaciones ya mencionadas han contribuido a la aclaración de las señales que llevaban a la producción de penicilina, y se pueden preveer así tener impacto importante en programas de mejoría racionales de la deformación.

Fuentes

  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. Regulation de la Biosíntesis de la Penicilina en Hongos Filamentosos. En: Brakhage A. Molecular Biotechnology de los Antibióticos Fungicidas de la Beta-Lactama y de las Ligasas Relacionadas del Péptido; Media de la Ciencia y del Asunto del Saltador, 2004; págs. 45-90.
  6. Brakhage A, Caruso ML. Genética Biotécnica de la Biosíntesis Antibiótico. En: Kück U. Genetics y Biotecnología. Media de la Ciencia y del Asunto del Saltador, 2004; págs. 317-345.

[Lectura Adicional: Penicilina]

Last Updated: Apr 20, 2015

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