Энтеробактин

Энтеробактин
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
N , N ′, N ′′-[(3 S ,7 S ,11 S )-2,6,10-Триоксо-1,5,9-триоксациклододекан-3,7,11-триил]трис(2,3-дигидроксибензамид)
Идентификаторы
  • 28384-96-5 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
  • Интерактивное изображение
ЧЭБИ
  • ЧЕБИ:28855 проверятьИ
ChEMBL
  • ChEMBL432995 проверятьИ
ChemSpider
  • 31543 проверятьИ
CID PubChem
  • 34231
УНИИ
  • 35C9R2N24F проверятьИ
  • DTXSID40182617
  • InChI=1S/C30H27N3O15/c34-19-7-1-4-13(22(19)37)25(40)31-16-10-46-29(44)18(33-27(42)15-6-3-9-21(36)24(15)39)12-48-30(45)17(11-47-28(16)43)32-26(41)14-5-2-8-20(35)23(14)38/h1-9,16-18,34-39H,10-12H2,(H,31,40)(H,32,41)(H,33,42)/t16-,17-,18-/m0/s1 проверятьИ
    Ключ: SERBHKJMVBATSJ-BZSNNMDCSA-N проверятьИ
  • InChI=1/C30H27N3O15/c34-19-7-1-4-13(22(19)37)25(40)31-16-10-46-29(44)18(33-27(42)15-6-3-9-21(36)24(15)39)12-48-30(45)17(11-47-28(16)43)32-26(41)14-5-2-8-20(35)23(14)38/h1-9,16-18,34-39H,10-12H2,(H,31,40)(H,32,41)(H,33,42)/t16-,17-,18-/m0/s1
    Ключ: SERBHKJMVBATSJ-BZSNNMDCBT
  • C1C(C(=O)OCC(C(=O)OCC(C(=O)O1)NC(=O)C2=C(C(=CC=C2)O)O)NC(=O)C3=C(C(=CC=C3)O)O)NC(=O)C4=C(C(=CC=C4)O)O
  • c1cc(c(c(c1)O)O)C(=O)N[C@H]2COC(=O)[C@H](COC(=O)[C@H](COC2=O)NC(=O)c3cccc(c3O)O)NC(=O)c4cccc(c4O)O
Характеристики
С30Н27Н3О15
Молярная масса669,55 г/моль
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
проверятьИ проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Энтеробактин (также известный как энтерохелин ) — это сидерофор с высоким сродством , который приобретает железо для микробных систем. Он в основном встречается в грамотрицательных бактериях, таких как Escherichia coli и Salmonella typhimurium . [1]

Энтеробактин является самым сильным известным сидерофором, связывающимся с ионом железа (Fe3 + ) с аффинностью K = 1052 M −1 . [2] Это значение существенно больше, чем даже у некоторых синтетических хелаторов металлов , таких как ЭДТА (Kf ,Fe3+ ~ 1025 M −1 ). [3] Благодаря своей высокой аффинности энтеробактин способен хелатировать даже в средах, где концентрация ионов железа поддерживается очень низкой, например, внутри живых организмов. Патогенные бактерии могут красть железо у других живых организмов, используя этот механизм, даже если концентрация железа поддерживается крайне низкой из-за токсичности свободного железа.

Структура и биосинтез

Хоризмовая кислота , предшественник ароматической аминокислоты , преобразуется в 2,3-дигидроксибензойную кислоту (DHB) серией ферментов EntA, EntB и EntC. Затем амидная связь DHB с L -серином катализируется EntD, EntE, EntF и EntB. Три молекулы образовавшегося DHB-Ser подвергаются межмолекулярной циклизации, давая энтеробактин. [4] Хотя из-за хиральности остатков серина возможен ряд стереоизомеров , только Δ-цис -изомер метаболически активен. [3] Первая трехмерная структура комплекса металла энтеробактина была определена как комплекс ванадия (IV). [5] Хотя железистый энтеробактин долгое время не поддавался кристаллизации, его окончательная трехмерная структура была в конечном итоге получена с помощью рацемической кристаллографии, в которой кристаллы смеси 1:1 железистого энтеробактина и его зеркального отображения (железистого энантиоэнтеробактина) были выращены и проанализированы с помощью рентгеновской кристаллографии. [6]

Синтез энтеробактина из хоризмата [7]

Механизм

Дефицит железа в бактериальных клетках запускает секрецию энтеробактина во внеклеточную среду, вызывая образование координационного комплекса «FeEnt», в котором ион железа хелатируется с сопряженной основой энтеробактина. В Escherichia coli FepA в бактериальной наружной мембране затем позволяет FeEnt проникать в бактериальную периплазму . FepB, C, D и G участвуют в транспорте FeEnt через внутреннюю мембрану посредством АТФ-связывающего кассетного транспортера . [4]

Из-за чрезвычайной аффинности связывания железа энтеробактином, необходимо расщепить FeEnt с помощью ферриэнтеробактин эстеразы, чтобы удалить железо. Эта деградация дает три 2,3-дигидроксибензоил-L-сериновых единицы. Восстановление железа (Fe3 + до Fe2 + ) происходит в сочетании с этим расщеплением, но фермент бактериальной редуктазы FeEnt не был идентифицирован, и механизм этого процесса до сих пор неясен. [8] Потенциал восстановления для комплекса Fe3 + /Fe2 + –энтеробактин зависит от pH и варьируется от -0,57 В (против NHE ) при pH 6 до -0,79 В при pH 7,4 и до -0,99 при значениях pH выше 10,4. [9]

История

Энтеробактин был открыт группами Гибсона и Нейландса в 1970 году. [10] [11] Эти первоначальные исследования установили структуру и ее связь с 2,3-дигидроксибензойной кислотой.

Ссылки

  1. ^ Dertz EA, Xu J, Stintzi A, Raymond KN (январь 2006 г.). «Бациллибактин-опосредованный транспорт железа в Bacillus subtilis». Журнал Американского химического общества . 128 (1): 22– 3. doi :10.1021/ja055898c. PMID  16390102.
  2. ^ Carrano CJ, Raymond KN (1979). «Агенты, связывающие ионы железа. 2. Кинетика и механизм удаления железа из трансферрина энтеробактином и синтетическими трикатехинами». J. Am. Chem. Soc. 101 (18): 5401– 5404. doi :10.1021/ja00512a047.
  3. ^ ab Walsh CT, Liu J, Rusnak F, Sakaitani M (1990). «Молекулярные исследования ферментов в метаболизме хоризматов и пути биосинтеза энтеробактина». Chemical Reviews . 90 (7): 1105– 1129. doi :10.1021/cr00105a003.
  4. ^ ab Raymond KN, Dertz EA, Kim SS (апрель 2003 г.). «Энтеробактин: архетип микробного транспорта железа». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (7): 3584– 8. doi : 10.1073/pnas.0630018100 . PMC 152965. PMID  12655062 . 
  5. ^ Карпишин ТБ, Рэймонд КН (1992). "Первая структурная характеристика комплекса металл-энтеробактин: [V(энтеробактин)]2-". Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 31 (4): 466– 468. doi :10.1002/anie.199204661.
  6. ^ Johnstone TC, Nolan EM (октябрь 2017 г.). «Определение молекулярных структур железного энтеробактина и железного энантиоэнтеробактина с использованием рацемической кристаллографии». Журнал Американского химического общества . 139 (42): 15245– 15250. doi :10.1021/jacs.7b09375. PMC 5748154. PMID  28956921 . 
  7. ^ Рейнс, DJ; Сандерсон, TJ; Уайлд, EJ; Дюме-Клэр, A. -K. (2015-01-01), "Сидерофоры", Справочный модуль по химии, молекулярным наукам и химической инженерии , Elsevier, ISBN 978-0-12-409547-2, получено 2024-07-06
  8. ^ Ward TR, Lutz A, Parel SP, Ensling J, Gütlich P, Buglyó P, Orvig C (ноябрь 1999 г.). «Молекулярный окислительно-восстановительный переключатель на основе железа как модель высвобождения железа из энтеробактина посредством режима связывания салицилата». Неорганическая химия . 38 (22): 5007– 5017. doi :10.1021/ic990225e. PMID  11671244.
  9. ^ Lee CW, Ecker DJ, Raymond KN (1985). «Координационная химия соединений микробного транспорта железа. 34. Зависимое от pH восстановление энтеробактина железа, исследованное электрохимическими методами, и его значение для микробного транспорта железа». J. Am. Chem. Soc. 107 (24): 6920– 6923. doi :10.1021/ja00310a030.
  10. ^ Pollack JR, Neilands JB (март 1970). «Энтеробактин, соединение для переноса железа из Salmonella typhimurium». Biochemical and Biophysical Research Communications . 38 (5): 989– 92. doi :10.1016/0006-291X(70)90819-3. PMID  4908541.
  11. ^ O'Brien IG, Cox GB, Gibson F (март 1970). «Биологически активные соединения, содержащие 2,3-дигидроксибензойную кислоту и серин, образованные Escherichia coli». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects . 201 (3): 453– 60. doi :10.1016/0304-4165(70)90165-0. PMID  4908639.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Энтеробактин&oldid=1268211620"