Biosíntese da penicilina

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.

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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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