Платенсимицин - Platensimycin

Платенсимицин
Платенсимицин skeltal.svg
Платенсимицин 2GFX.png
Имена
Название ИЮПАК
3-[[3-[(1р,3р,4р, 5ар,9р, 9аS) -1,4,5,8,9,9a-Гексагидро-3,9-диметил-8-оксо-3ЧАС-1,4: 3,5a-диметано-2-бензоксепин-9-ил] -1-оксопропил] амино] -2,4-дигидроксибензойная кислота
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
UNII
Характеристики
C24ЧАС27NО7
Молярная масса441.480 г · моль−1
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Платенсимицин, а метаболит из Streptomyces platensis, является антибиотиком, который действует, блокируя ферменты (β-кетоацил- (ацил-белок-носитель (АСР)) синтаза я /II (FabF / B)).[1]

История

Платенсимицин был впервые выделен из штамма Streptomyces platensis работниками на Merck.[2][3] Грохоты 250 000 экстрактов натуральных продуктов (83 000 напряжения в трех условиях роста) привела к идентификации мощной и селективной небольшой молекулы из штамма Streptomyces platensis, выделенного из образец почвы собран в ЮАР. Процесс идентификации проводился с использованием системы из двух планшетов, в которой контрольные организмы сравнивались с клетками, экспрессирующими FabF. антисмысловая РНК. Этот метод использует комбинацию целевых целевых клеток и биохимических анализы, что позволяет обнаруживать соединения в концентрациях, которые были бы слишком низкими для обнаружения с помощью анализа целых клеток. Молекула, которую они идентифицировали, платенсимицин (C24H27NO7, относительный молекулярная масса 441.47), состоит из двух отдельных структурных элементов, соединенных амидная связь. Группа Merck показала, что платенсимицин обладает сильным, Широкий спектр Грамположительная активность in vitro и экспонатов нет перекрестное сопротивление к другому ключу устойчивый к антибиотикам бактерии, включая Метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA), ванкомицин -средний S. aureus, устойчивые к ванкомицину энтерококки, и линезолид -устойчивый и макролид -устойчивый патогены.

Как подтверждено полный синтез из рацемический платенсимицин, его структура состоит из 3-амино-2,4-дигидроксибензойная кислота полярный часть связана амидной связью с липофильный тетрациклический кетолид.[4]

Клиническое использование

Платенсимицин - это экспериментальный препарат в доклинические испытания с участием MRSA в модель мыши. Платенсимицин - эффективный антибиотик in vivo при непрерывном введении в клетки. Эффективность снижается при применении более традиционных средств.[5] Клинические испытания были отложены.[6] Были исследованы различные модификации.[7][8] и увеличивают активность платенсимицина.

Биосинтез

Биосинтезирующие исследования показывают, что бензойное кольцо производится из пируват и ацетат через Цикл TCA, а С-17 тетрациклический Enone кислота сердечник производится из немевалонат терпеноид путь.

Наблюдаемый паттерн мечения изотопа тетрациклического енона согласуется с биосинтезом тетрацикла через немевалонатный терпеноидный путь.[9][10] Этот путь включает конденсацию тиамин -активированный ацетил группа, возникшая из декарбоксилирование пирувата и глицеральдегид-3-фосфат с последующим шагом транспонирования. Поскольку и пируват, и глицеральдегид-3-фосфат (также глицерин ) являются частью гликолитический пути ожидаются различные уровни включения. Таким образом, строительные блоки терпеноида, диметилаллилдифосфат и изопентенил дифосфат, синтезируемые немевалонатным путем с использованием пирувата и глицеральдегид-3-фосфата, конденсируются с образованием дитерпеноида предшественник геранилгеранил дифосфат который циклизуется к промежуточному продукту, который связан с ent-kaurene (или производным от него).[11] Окислительное расщепление из двойная связь этого промежуточного продукта приведет к потере трех концевых атомов углерода с образованием звена тетрациклической еноновой кислоты C-17. N-ацилтрансферазная реакция тетрациклического енона и аминобензойная кислота приведет к платенсимицину.

Механизм действия

Платенсимицин показал хорошую активность против группы грамположительных бактерий, включая различные устойчивые штаммы.

Платенсимицин действует путем ингибирования бета-кетоацилсинтаз I / II (FabF / B), которые участвуют в производстве жирных кислот, необходимых для мембран бактериальных клеток. Он мешает ферментам, участвующим в конденсация шаги в жирная кислота биосинтез,[12] который Грамположительные бактерии нужно биосинтезировать клеточные мембраны. Другие ферменты этого пути аналогичным образом были доказаны как мишени антибиотиков, такие как FabI, еноил-АСР (белок-носитель ацила) редуктаза, что подавляется изониазид и родственные соединения и антисептик агент триклозан.[13]

Один из предложенных механизмов действия заключается в том, что, во-первых, тиол группа FabF Cys163 активируется через диполь момент спирали N-альфа-3, который снижает pKa.[14] В нуклеофильность из цистеин усиливается оксианионная дыра сформированный с позвоночник амиды Cys163 и Phe400.

В Кристальная структура комплекс с платенсимицином с использованием C163Q мутант, что дало 50-кратное увеличение видимого связывания. Gln163 остаток находится рядом с карбоксилат платенсимицина, но не делает специфических водородная связь. Близкое расположение карбоксилата платенсимицина (предположительно анион ) к анионному тиолу Cys163 в дикого типа Фермент может указывать на причину увеличения связывания мутанта C163Q. Второй набор остатков, который стоит рассмотреть, включает His303 и His340, которые играют роль в механизме декарбоксилирования малонил часть. В частности, His303 активирует структурированный воды атаковать карбоксилат поступающего малонил-ACP.[15] Кристаллическая структура FabF также демонстрирует, что His340 образует водородную связь между амидными азот Leu342 и N-дельта-атома имидазол кольцо означает, что неподеленная пара должна находиться на этом атоме. В кристаллической структуре платенсимицина структурированная вода рядом с His303 больше не присутствует, что может указывать на альтернативное электронное состояние для этого остатка. Существует большая вероятность того, что His303 представит себя как катион, способный образовывать ионное взаимодействие с бензойной кислотной группой платенсимицина.

Рекомендации

  1. ^ Рудольф, Джеффри Д .; Дун, Ляо-Бинь; Шен, Бен (2017). «Платенсимицин и платенцин: вдохновение для химии, биологии, энзимологии и медицины». Биохимическая фармакология. 133: 139–151. Дои:10.1016 / j.bcp.2016.11.013. ЧВК  5410400. PMID  27865713.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  2. ^ Ван, Цзюнь; Суассон, Стивен М .; Сингх, Шео; и другие. (2006). «Платенсимицин - селективный ингибитор FabF с сильными антибиотическими свойствами». Природа. 441 (7091): 358–61. Bibcode:2006 Натур.441..358W. Дои:10.1038 / природа04784. PMID  16710421. S2CID  4329677. Получено 17 мая 2020.
  3. ^ Маналлак, Дэвид Т .; Crosby, I.T .; Хахам, Y; Капуано, Б. (2008). «Платенсимицин: многообещающий противомикробный препарат, направленный на синтез жирных кислот». Современная лекарственная химия. 15 (7): 705–10. Дои:10.2174/092986708783885255. PMID  18336284. Получено 17 мая 2020.
  4. ^ Nicolaou, K.C .; Ли, Анг; Эдмондс, Дэвид Дж. (2006). «Полный синтез платенсимицина». Angewandte Chemie International Edition. 45 (42): 7086–90. Дои:10.1002 / anie.200603892. PMID  17013803.
  5. ^ Herath, Kithsiri B .; Attygalle, Athula B .; Сингх, Шео Б. (2007). «Биосинтетические исследования платенсимицина». Журнал Американского химического общества. 129 (50): 15422–3. Дои:10.1021 / ja0758943. PMID  18034483.
  6. ^ Смански, Майкл Дж .; Петерсон, Райан М .; Rajski, Scott R .; Шен, Бен (2009). «Разработанные штаммы Streptomyces platensis, которые производят избыточное количество антибиотиков платенсимицина и платенцина». Противомикробные препараты и химиотерапия. 53 (4): 1299–1304. Дои:10.1128 / aac.01358-08. ЧВК  2663125. PMID  19164156.
  7. ^ Краусс, Юрген; Кнорр, Вероника; Манхардт, Вера; Шеффельс, Стефани; Брахер, Франц (2008). «Синтез аналогов платенсимицина и их антибиотическая активность». Archiv der Pharmazie. 341 (6): 386–92. Дои:10.1002 / ardp.200700177. PMID  18442030. S2CID  3002538.
  8. ^ Лу, X .; Вы, К. (2010). «Последние достижения в области платенсимицина: потенциального противомикробного агента». Современная лекарственная химия. 17 (12): 1139–55. Дои:10.2174/092986710790827852. PMID  20158476.
  9. ^ С. Уайт, Дж. Чжэн, Икс М. Чжан и К. О. Рок, Анну. Rev. Biochem. 2005, 74, 791-831.
  10. ^ С. Смит, А. Витковски и А. К. Джоши, Прог. Lipid Res. 2003, 42, 289-317.
  11. ^ У. П. Ревилл, М. Дж. Бибб, А. К. Шой, Х. Дж. Кизер и Д. А. Хопвуд, J. Bacteriol., 2001, 183, 3526-30.
  12. ^ Хэбих, Дитер; фон Нуссбаум, Франц (2006). «Платенсимицин, новый антибиотик и« челленджер супербактерий »от природы». ChemMedChem. 1 (9): 951–4. Дои:10.1002 / cmdc.200600145. PMID  16952137.
  13. ^ Райт, Х. Тони; Рейнольдс, Кевин А. (2007). «Антибактериальные мишени в биосинтезе жирных кислот». Текущее мнение в микробиологии. 10 (5): 447–53. Дои:10.1016 / j.mib.2007.07.001. ЧВК  2271077. PMID  17707686. Получено 17 мая 2020.
  14. ^ А. С. Прайс, К. О. Рок, С. Уайт, J. Bacteriol., 2003, 185, 4136-43.
  15. ^ Ю. М. Чжан, Дж. Хёрлберт, С. Уайт, К. О. Рок, J. Biol. Chem. 2006, 281, 17390-99.

внешняя ссылка