Izopenitsillin N sintaz - Isopenicillin N synthase
| izopenitsillin N sintaz | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikatorlar | |||||||||
| EC raqami | 1.21.3.1 | ||||||||
| CAS raqami | 78642-31-6 | ||||||||
| Ma'lumotlar bazalari | |||||||||
| IntEnz | IntEnz ko'rinishi | ||||||||
| BRENDA | BRENDA kirish | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme ko'rinishi | ||||||||
| KEGG | KEGG-ga kirish | ||||||||
| MetaCyc | metabolik yo'l | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB tuzilmalar | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Gen ontologiyasi | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
Izopenitsillin N sintaz (IPNS) a gem bo'lmagan temirga bog'liq ferment ga tegishli oksidoreduktaza oila. Ushbu ferment izopenitsillin N ning δ- (dan hosil bo'lishini katalizlaydi.L-a-aminoadipoyl) -L-sisteinil-D.-valine (LLD-ACV).
- N-[(5S) -5-amino-5-karboksipentanoyl] -L-sisteinil-D.-valine + O2 izopenitsillin N + 2 H2O
Ushbu reaktsiya biosintez ning penitsillin va sefalosporin antibiotiklar.[1]
The faol saytlar ko'p izopenitsillin N sintazlarida an mavjud temir ion.[2]
Ushbu ferment ham deyiladi izopenitsillin N sintetaza.
Mexanizm
Fermentning faol joyidagi Fe (II) metall ioni kamida ikkitasi tomonidan muvofiqlashtiriladi histidin qoldiqlar, an aspartat qoldiq, a glutamin qoldiq va ikkitasi suv molekulalar chegara bo'lmaganda substrat.[2] Faqat ikkita histidin qoldig'i va bitta aspartik kislota qoldig'i butunlay saqlanib qoladi. Shu sababli, bu ikkita histidin qoldig'i, His214 va His270 va bitta aspartik kislota qoldig'i, Asp216, faoliyat uchun zarur bo'lgan narsadir.[3] ACV faol uchastkani bog'laganda, Gln330 va bitta suv molekulasi ACV bilan almashtiriladi tiolat.[2]
Chiziqli tripeptid δ- (L-a-aminoadipoyl) -L-sisteinil-D.-valine (LLD-ACV) birinchi navbatda uning tarkibidagi aminokislotalardan yig'ilishi kerak N- (5-amino-5-karboksipentanoyl) -L-sisteinil-D-valin sintaz (ACV sintezi).[4] Bu ACV substratining deprotonatsiyalangan tiol guruhiga bog'lanishiga imkon beradi sistein qoldiq. Bu bog'lash tiolatning temir markaziga o'tishi ACV ni faol uchastka ichiga bog'laydi.[2]
ACV ligasi FeII / FeIII ning pasayishiga olib keladi oksidlanish-qaytarilish potentsiali, bu dioksigenni superoksidgacha kamaytirishni osonlashtiradi. Yuqori kovalent RS-FeIII bog'lanishining shakllanishi[5][6] dioksigen bilan bog'lanish uchun aktivizatsiya to'sig'ini pasaytiradi va shu bilan reaksiya aylanishini boshlaydi.[2] Molekulyar vodorod sistein qoldig'ining C-3 (BDE = 93 kkal / mol) dan distal superokso kislorodga o'tishi sodir bo'ladi va shu bilan FeIII yana FeII oksidlanish holatiga o'tkaziladi. A tioaldegid va bu jarayonda gidroperoksi ligand (OOH) ishlab chiqariladi. Gidroperoksi ligand amidni deprotatsiya qiladi, so'ng t-aldegid uglerodga nukleofil hujumi bilan b-laktam halqasini yopadi.[4]
Bu vodorod atomining C-3 ga aylanishiga olib keladi valin qoldiq yuqori elektrofil bo'lgan temir (IV) okso ligandiga yaqinlashadi. Vodorodning ikkinchi uzatilishi sodir bo'ladi, ehtimol u izopropil radikalini hosil qiladi va uni yopadi tiazolidin tiolatga hujum qilib ring oltingugurt atom.[4]
Antibiotiklarni shakllantirishdagi roli
IPNS yo'lidan keyin boshqa fermentlar izopenitsillin N ning penitsillin N ga epimerizatsiyasi, boshqa penitsillinlarga derivitazatsiyasi va oxir-oqibat turli sefalosporinlarga olib keladigan halqa kengayishi uchun javobgardir.[1]
Bu IPNS ning har xil turdagi penitsillinlar va sefalosporinlarning biosintezi yo'lida qanday qilib erta va muhim rol o'ynaganligini ko'rsatadi. b-laktam antibiotiklari. Ushbu sinf antibiotiklar eng keng tarqalgan. Ular sintezini inhibe qilish orqali harakat qilishadi peptidoglikan bakterial qatlam hujayra devorlari, bu Gram-musbat organizmlarda ayniqsa muhimdir.
Penitsillinlarning har xil turlarini davolash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan bir nechta turlari mavjud bakterial infektsiyalar.[7] Ular sabab bo'lgan infektsiyalar uchun ishlamaydi viruslar, shamollash yoki gripp.[8]
Strukturaviy tadqiqotlar
2007 yil oxiriga kelib, 26 tuzilmalar bilan, bu fermentlar sinfi uchun hal qilingan PDB qo'shilish kodlari 1ODM, 1UZW, 1W03, 1W04, 1W05, 1W06, 1W3V, 1W3X, 2BJS, 2BU9, 2IVI, 2IVJ, 2JB4, 1QJE, 1ODN, 1HB1, 1HB2, 1HB3, 1HB4, 1QIQ, 1QJF, 1BK0, 1BLZ, 1OBN, 1OC1, 1IPS
Adabiyotlar
- ^ a b Koen G, Shiffman D, Mevarex M, Aharonovits Y (aprel 1990). "Mikrobial izopenitsillin N sintaz genlari: tuzilishi, funktsiyasi, xilma-xilligi va evolyutsiyasi". Biotechnol tendentsiyalari. 8 (4): 105–11. doi:10.1016 / 0167-7799 (90) 90148-Q. PMID 1366527.
- ^ a b v d e Roach PL, Clifton IJ, Hensgens CM, Shibata N, Schofield CJ, Hajdu J, Baldwin JE (iyun 1997). "Izopenitsillin N sintazning substrat bilan tuzilishi va penitsillin hosil bo'lish mexanizmi". Tabiat. 387 (6635): 827–30. doi:10.1038/42990. PMID 9194566. S2CID 205032251.
- ^ Borovok I, Landman O, Kreisberg-Zakarin R, Aharonovits Y, Koen G (1996 yil fevral). "Izopenitsillin N sintazning temirning faol joyi: endogen ligandlarning genetik va ketma-ket tahlili". Biokimyo. 35 (6): 1981–7. doi:10.1021 / bi951534t. PMID 8639682.
- ^ a b v Schenk WA (2000 yil oktyabr). "Isopenitsillin N Sintaz: Ishda ferment". Angew. Kimyoviy. Int. Ed. Ingl. 39 (19): 3409–3411. doi:10.1002 / 1521-3773 (20001002) 39:19 <3409 :: AID-ANIE3409> 3.0.CO; 2-T. PMID 11091371.
- ^ Kovacs JA, Brines, LM (2007 yil iyul). "Tiolat oltingugurt gem bo'lmagan temir fermenti superoksid reduktaza ishiga qanday hissa qo'shishini tushunish". Acc. Kimyoviy. Res. 40 (7): 501–509. doi:10.1021 / ar600059h. PMC 3703784. PMID 17536780.
- ^ Kovacs JA, Brines, LM (2007 yil may). "V FeHO} 7 / {FeO2} 8 izopenitsillin N sintaz komplekslari bilan tiolat bog'lanishini VTVH-MCD va DFT bo'yicha tadqiqotlar: Gem bo'lmagan fermentlar tarkibidagi oksidaza faolligiga nisbatan oksidazani substrat bilan aniqlash". J. Am. Kimyoviy. Soc. 129 (23): 7427–7438. doi:10.1021 / ja071364v. PMC 2536647. PMID 17506560.
- ^ Geddes AM, Uilyams JD (1976). Antibiotiklarning farmakologiyasi. Boston, MA: Springer AQSh. ISBN 978-1-4684-3123-0.
- ^ Anderson L. "Nega antibiotiklar viruslarni o'ldirmaydi?". Drugs.com.
Qo'shimcha o'qish
- Miller FD, Chapman JL, Queener SW (1992). "Izopenitsillin N sintazning substrat o'ziga xosligi". J. Med. Kimyoviy. 35 (10): 1897–914. doi:10.1021 / jm00088a028. PMID 1588566.
- Andersson I, Shofild KJ, Bolduin JE (1995). "Izopenitsillin N sintazning kristalli tuzilishi fermentlarning yangi strukturaviy oilasidan birinchisi". Tabiat. 375 (6533): 700–4. Bibcode:1995 yil Nat. 375..700R. doi:10.1038 / 375700a0. PMID 7791906. S2CID 22804064.
