Biosintesi della penicillina

La penicillina antibiotica del beta-lattame rappresenta uno degli antibiotici principalmente usati per la terapia delle malattie infettive. È prodotta come prodotto finale dai funghi filamentosi sicuri - specialmente chrysogenum del penicillium. Sebbene scoperte nel 1928, le vie di biosintesi che piombo alla penicillina siano state delucidate molto più successivamente.

I ricercatori da Massachusetts Institute of Technology continuato per lavorare al problema del prodotto chimico ed alla biosintesi di penicillina, malgrado il fatto che la struttura completamente fosse stata risolta e la fabbricazione in serie della droga tramite i trattamenti di fermentazione erano rapidi. Nel 1957 definitivo hanno raggiunto la sintesi totale di penicillina naturale.

Tre punti della biosintesi della penicillina

La biosintesi della penicillina è divisa spesso in tre punti importanti. Il primo punto catalitico è mediato dal delta (L-alfa-aminoadipyl) - la sintetasi della L-cysteinyl-D-valina (anche conosciuta come la sintetasi del ACV), che è un enzima di massa di grande molecolarità che condensa tre amminoacidi, L-alfa-aminoadipate, L-cisteina e L-valine principali, nel ACV del tripeptide.

Al secondo punto, la chiusura ossidativa dell'anello del tripeptide lineare provoca una formazione di anello biciclico, cioè l'anello quattro-membered del beta-lattame fuso all'anello cinque-membered della tiazolidina che è caratteristico per tutte le penicilline. L'enzima impiegato a questo punto è sintasi di isopenicillin N ed il composto risultante è isopenicillin N (IPN) con un'attività antibiotica debole, rendentegli il primo composto intermedio bioactive della via di biosintesi della penicillina.

A questo punto, la via può divergere per i microrganismi differenti. Nel caso di penicillium (e degli altri funghi producenti penicillina), il terzo punto rappresenta lo scambio di catena laterale dell'L-alfa-aminoadipate da una catena idrofoba di laterale; d'altra parte, nel genere il isopenicillin N di Acremonium è convertito in penicillina N via un sistema dell'due-enzima (acile-CoA-sintetasi ed acile-CoA-racemase).

La genetica della biosintesi

I geni per la biosintesi antibiotica del beta-lattame sono trovati ragruppati entrambi in funghi ed in batteri filamentosi. La loro organizzazione è comune a tutti i produttori del beta-lattame, che comprende il pcbAB dei geni per la sintetasi del ACV e il pcbC per ciclasi del ACV. Tale legame dei geni di antibiotico-biosintesi è un fenomeno ben-descritto in una miriade degli organismi producenti antibiotico.

L'espressione dei geni del cluster della penicillina è gestita dai regolatori pleitropic compreso LaeA - un methylase in questione nella riorganizzazione dell'eterocromatina. Ancora, i repressori come AnBH1 e VeA egualmente sono coinvolgere nel regolamento.

I punti enzimatici chiave nella biosintesi della penicillina sono limitati a soltanto due compartimenti - il cytosol e microbody. Facendo uso di microscopia sottocellulare dell'immuno-elettrone e di frazionamento, la sintetasi del ACV è stata localizzata nel cytosol (insieme alla sintetasi di isopenicillin N), mentre alcuni degli enzimi chiave per il terzo punto della biosintesi della penicillina sono localizzati nei microbodies.

I geni di biosintesi della penicillina sono gestiti tramite una rete regolatrice complessa, influenzata dai fattori quali pH, la sorgente di carbonio, gli amminoacidi, l'azoto, ecc. ambientali. Tutte le indagini suddette hanno contribuito alla delucidazione dei segnali che piombo alla produzione di penicillina e possono essere prevedute così di avere impatto significativo sui programmi di miglioramento razionali di sforzo.

Sorgenti

  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 della biosintesi della penicillina in funghi filamentosi. In: Brakhage A. Molecular Biotechnology degli antibiotici fungosi del Beta-Lattame e delle sintetasi relative del peptide; Media di scienza & di affari di Springer, 2004; pp. 45-90.
  6. Brakhage A, Caruso ml. La genetica biotecnica della biosintesi antibiotica. In: Kück U. la Genetics e biotecnologia. Media di scienza & di affari di Springer, 2004; pp. 317-345.

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Last Updated: Aug 23, 2018

Dr. Tomislav Meštrović

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Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) 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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Comments

  1. Sathiya Prapha Sathiya Prapha India says:

    Explaination is well easy to study thank you...........sir

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