ペニシリンの生合成

ベータラクタムの抗生のペニシリンは感染症の療法のための主に使用された抗生物質の 1 つを表します。 それはある特定の糸状の菌類によって最終生成物ペニシリウムの chrysogenum として最も特に - 作り出されます。 検出されていますが、ペニシリンに導く生合成のパスは 1928 年に大いに後で明瞭になってしまいました。

構造が完全に解決されたおよび薬剤の大量生産は続けたマサチューセッツ工科大学速かったですにもかかわらずからの研究者化学薬品の問題およびペニシリンの生合成に取り組み発酵プロセスによって。 1957 で彼らは最終的に自然なペニシリンの総統合を達成しました。

ペニシリンの生合成の 3 つのステップ

ペニシリンの生合成は頻繁に 3 つの重要なステップに分けられます。 最初の触媒作用のステップはデルタ (L アルファaminoadipyl) によって tripeptide ACV に - L cysteinyl D バリンのシンセターゼ (別名 ACV のシンセターゼ)、 3 一流のアミノ酸、 L アルファaminoadipate、 L システインおよび L バリンを凝縮させる高分子の多くの酵素である仲介されます。

第 2 ステップでは、線形 tripeptide の酸化リングの閉鎖は二環式のリング、すべてのペニシリンのために独特である 5 membered thiazolidine のリングに溶けるすなわち 4 membered ベータラクタムのリングの形成で起因します。 このステップで用いられる酵素は isopenicillin N のシンターゼであり、生じる混合物はペニシリンの生合成のパス (IPN)のそれに最初の bioactive 中間物をする弱い抗生作業の isopenicillin N です。

この時点で、パスは異なった微生物のためにそれることができます。 ペニシリウム (および他のペニシリン産出の菌類の場合には)、第 3 ステップは疎水性側面鎖によって L アルファaminoadipate の側面鎖の交換を表します; 一方では、属で Acremonium の isopenicillin N は 2 酵素システムによってペニシリン N に変換されます (アシル CoA シンセターゼおよびアシル CoAracemase)。

生合成の遺伝学

ベータラクタムの抗生の生合成のための遺伝子は糸状の菌類および細菌の両方群がらせてあります。 ACV のシンセターゼのための遺伝子の pcbAB および ACV の cyclase のための pcbC を含んでいる構成はすべてのベータラクタムの生産者に共通です。 抗生物質生合成の遺伝子のそのような連結は抗生物質産出の有機体の無数の十分記述されていた現象です。

ペニシリンクラスタの遺伝子の表現は LaeA - 異質染色質の語順換えにかかわる methylase を含む pleitropic 調整装置によって制御されます。 なお、 AnBH1 および VeA のようなリプレッサーはまた規則にかかわります。

ペニシリンの生合成の主酵素のステップは 2 つのコンパートメントだけに - cytosol および microbody 制限されます。 細胞レベル下の分別および免疫電子顕微鏡検査を使用して、 ACV のシンセターゼは cytosol にペニシリンの生合成の第 3 ステップのために microbodies に中枢酵素のいくつかが集中する一方、 (isopenicillin N のシンセターゼとともに) 集中しました。

ペニシリンの生合成の遺伝子は包囲された pH、カーボンソース、アミノ酸、窒素、等のような要因によって影響を及ぼされる複雑な規定するネットワークによって制御されます。 すべての前述の調査はペニシリンの生産の原因となるシグナルの説明に貢献しこうして理性的な緊張の改善用プログラムの重大な影響があると期待することができます。

ソース

  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 の AlAbdallah Q、 Gehrke A、 Plattner H、糸状の菌類のペニシリンの生合成の Tuncher A. Regulation。 : Fungal ベータラクタムの抗生物質および関連のペプチッドシンセターゼの Brakhage A. Molecular Biotechnology; スプリンガー科学及びビジネス媒体 2004 年; PP. 45-90。
  6. Brakhage A、 Caruso ML。 抗生の生合成の Biotechnical 遺伝学。 : Kück U. Genetics および人間工学。 スプリンガー科学及びビジネス媒体 2004 年; PP. 317-345。

[深い読み: ペニシリン]

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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