Biosynthèse de pénicilline

La pénicilline de beta-lactame représente un des antibiotiques principalement utilisés pour le traitement des maladies infectieuses. Elle est produite comme produit fini par certains champignons filamenteux - spécialement chrysogenum de penicillium. Bien que découvertes en 1928, les voies de biosynthèse menant à la pénicilline ont été élucidées beaucoup plus tard.

Les chercheurs de Massachusetts Institute of Technology prolongé à travailler sur le problème du produit chimique et la biosynthèse de la pénicilline, malgré le fait que la structure a été complet établie et la production de masse du médicament à côté des processus de fermentation étaient rapides. En 1957 ils ont finalement réalisé toute la synthèse de pénicilline naturelle.

Trois opérations de biosynthèse de pénicilline

La biosynthèse de pénicilline est souvent divisée en trois étapes importantes. La première opération catalytique est assistée par triangle (L-alpha-aminoadipyl) - synthétase de L-cysteinyl-D-valine (également connue sous le nom de synthétase de VBC), qui est une enzyme de masse de grande molécularité qui condense trois principaux acides aminés, L-alphas-aminoadipate, L-cystéines et L-valines, dans le VBC de tripeptide.

Dans la deuxième opération, la fermeture oxydante de sonnerie du tripeptide linéaire a comme conséquence une formation d'une sonnerie bicyclique, c.-à-d. la sonnerie quatre-membered de bêta-lactame protégée par fusible à la sonnerie cinq-membered de thiazolidine qui est caractéristique pour toutes les pénicillines. L'enzyme utilisée dans cette opération est synthase de l'isopenicillin N, et le composé donnant droit est l'isopenicillin N (IPN) avec une faible activité antibiotique, lui effectuant le premier cliché intermédiaire bioactif de la voie de biosynthèse de pénicilline.

En ce point, la voie peut diverger pour les différents micros-organismes. Dans le cas du penicillium (et des autres champignons producteurs de pénicilline), la troisième opération représente l'échange du réseau transversal du L-alpha-aminoadipate par un réseau transversal hydrophobe ; d'autre part, dans le genre l'isopenicillin N d'Acremonium est converti en pénicilline N par l'intermédiaire d'un système de deux-enzyme (acyle-CoA-synthétase et acyle-CoA-racemase).

Génétique de biosynthèse

Des gènes pour la biosynthèse de beta-lactame sont trouvés groupés les deux dans les champignons et les bactéries filamenteux. Leur organisme est courant à tous les producteurs de bêta-lactame, qui comprend le pcbAB de gènes pour la synthétase de VBC et le pcbC pour la cyclase de VBC. Un tel lien des gènes d'antibiotique-biosynthèse est un phénomène bien-décrit dans une myriade d'organismes producteurs d'antibiotique.

L'expression des gènes du boîtier de pénicilline est réglée par les régulateurs pleitropic comprenant LaeA - un methylase impliqué dans le réarrangement d'hétérochromatine. En outre, les répresseurs comme AnBH1 et VeA sont également impliqués dans le règlement.

Des opérations enzymatiques principales dans la biosynthèse de pénicilline sont logées à seulement deux compartiments - le cytosol et microbody. Utilisant la microscopie sous-cellulaire de fractionnement et d'immuno-électron, la synthétase de VBC a été localisée dans le cytosol (avec la synthétase d'isopenicillin N), alors que certaines des enzymes pivotalement pour la troisième opération de la biosynthèse de pénicilline sont localisées dans les microbodies.

Des gènes de biosynthèse de pénicilline sont réglés par un réseau de réglementation complexe, influencé par des facteurs tels que le pH, la source de carbone, les acides aminés, l'azote, etc. ambiants. Toutes les investigations mentionnées ci-dessus ont contribué à l'élucidation des signes menant à la production de la pénicilline, et peuvent être prévues ainsi avoir l'impact important sur des programmes d'amélioration rationnels de tension.

Sources

  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 biosynthèse de pénicilline dans les champignons filamenteux. Dans : Brakhage A. Molecular Biotechnology d'antibiotique beta-lactame fongique et de synthétases relatives de peptide ; Medias de la Science et d'affaires de Springer, 2004 ; Pp. 45-90.
  6. Brakhage A, Caruso ml. Génétique biotechnique de biosynthèse antibiotique. Dans : Kück U. Genetics et biotechnologie. Medias de la Science et d'affaires de Springer, 2004 ; Pp. 317-345.

[Davantage de relevé : Pénicilline]

Last Updated: Aug 23, 2018

Tomislav Meštrović

Written by

Tomislav Meštrović

Tomislav is a medical doctor with a Ph.D in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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