Lipid II - Lipid II

Lipid II
Lipid II structure.svg
Identifikatorlar
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Xususiyatlari
C94H156N8O26P2
Molyar massa1876,23 g · mol−1
Boshqacha ko'rsatilmagan hollar bundan mustasno, ulardagi materiallar uchun ma'lumotlar keltirilgan standart holat (25 ° C [77 ° F], 100 kPa da).
Infobox ma'lumotnomalari

Lipid II sintezidagi kashshof molekuladir hujayra devori bakteriyalar. Bu peptidoglikan, bu amfipatik va uning nomi bilan nomlangan baktoprenol lipid langari vazifasini bajaradigan va bakterial tarkibiga kiradigan uglevodorod zanjiri hujayra membranasi. Lipid II o'z disakarid-pentapeptidini "qurilish blokini" peptidoglikan meshiga etkazish va qo'shish uchun hujayra membranasi bo'ylab translokatsiya qilishi kerak. Lipid II bir nechtasining maqsadi antibiotiklar.

Sintez

Peptidoglikan biosintezi yo'lida

Lipid II - bu oxirgi qidiruv vosita peptidoglikan sintezi. U hosil bo'lganda MurG transferaz qo'shilishini katalizlaydi N-atsetilglukozamin Lipid I ga (GlcNAc), natijada baktoprenol-pirofosfat langariga ega to'liq disaxarid-pentapeptid monomeri olinadi. Bu sitoplazmatik membrananing ichki qismida sodir bo'ladi, bu erda baktoprenol zanjiri ikki qatlamning ichki varaqasiga joylashtirilgan. Keyin lipid II a orqali membrana orqali tashiladi flippaza, GlcNAc va L-Ala-b-D-Glu-m-DAP-D-Ala-D-Ala dan tashkil topgan pentapeptid poydevori bo'lgan disaxarid-pentapeptid monomerini ochish uchun N-atsetilmuramik kislota (MurNAc), polimerizatsiya va peptidoglikanga o'zaro bog'lanish uchun. Keyin qolgan baktoprenol-pirofosfat membrananing ichki qismiga qayta ishlanadi. Lipid II peptidoglikan "qurilish bloklari" ning "transport vositasi" deb nomlangan.[1]

Muhim flippaza Sitoplazmatik membrana bo'ylab lipid II ni translokatsiya qiladigan narsa o'nlab yillar davomida izlanishlar olib borilgandan keyingina 2014 yilning iyulida nashr etilgan.[2]

Sun'iy ishlab chiqarish

Lipit II ni sun'iy ravishda ishlab chiqarish usuli tavsiflangan. UDP-MurNAc pentapeptid va undekaprenoldan lipid II sintezi uchun fermentlar MraY, MurG va undekaprenol kinaz foydalanish mumkin.[3]Sintetik lipid II analoglari uning molekulalar bilan o'zaro ta'sirini va bog'lanishini o'rganadigan tajribalarda qo'llaniladi.[4]Bakteriyalar hujayralarida to'plangandan so'ng, muhim peptidoglikan kashshofining muhim miqdori ham ajratilgan.[5]

Vazifalar

Lipit II polimerlari chiziqli hosil bo'ladi glikan zanjir. Ushbu reaksiya katalizlanadi glikoziltransferazalar 51 oilasi (GT51). Transpeptidazlar zanjirlarni o'zaro bog'lang va to'rga o'xshash peptidoglikan makromolekulasini hosil qiling. Natijada paydo bo'lgan glikopeptid ko'plab bakteriyalar konvertining ajralmas qismidir. Lipid II bakterial hujayraga 2000 molekuladan kam konsentratsiyada mavjud deb taxmin qilingan.[6]

Lipid II biosintezi hatto hujayra devori bo'lmagan organizmlarda ham funktsional va zarurdir Xlamidiya va Volbaxiya. Lipit II biosintezini saqlab turish uning prokariotdagi rolini aks ettiradi degan faraz qilingan hujayraning bo'linishi.[7]

Kashfiyotida va yig'ilish mexanizmida pili gramm musbat bakteriyalarda Lipid II hal qiluvchi tuzilish molekulasi sifatida ishtirok etgan. Pilus tarkibiy qismlarini polimerlash paytida yoki undan keyin pillani o'rnatadi.[8]

Antibiotiklar

Lipid II ni disakarid-peptid birligini peptidoglikanga qo'shilishidan oldin uni sitoplazmatik membranadan tashqariga aylantirish kerakligi sababli, bu antibiotiklar uchun nisbatan qulay maqsaddir. Ushbu antibiotiklar peptidoglikan sintezini to'g'ridan-to'g'ri inhibe qilish yoki sitoplazmatik membranada vayron qiluvchi teshiklarni hosil qilish uchun lipid II bilan bog'lanish orqali bakteriyalarga qarshi kurashadi.[9] Lipid II ga qaratilgan antibiotiklarga quyidagilar kiradi:

Majburiy

D-Ala-D-Ala terminali tomonidan ishlatiladi glikopeptid antibiotik vankomitsin lipid I- va lipid II iste'mol qiladigan peptidoglikan sintezini inhibe qilish; vankomitsinga chidamli shtammlarda vankomitsin bog'lana olmaydi, chunki hal qiluvchi vodorod aloqasi yo'qoladi. Oritavansin shuningdek, D-Ala-D-Ala terminusidan foydalanadi, ammo qo'shimcha ravishda stafilokokklar kabi gram-musbat patogenlar qatorida bo'lgani kabi lipid II peptidining 2-holatida o'zaro faoliyat ko'prik va D-izo-glutaminni ishlatadi va enterokokklar. Lipid II ni amidatsiya qilish orqali oritavansinning ulanishining kuchayishi vankomitsinga chidamli shtammlarda hal qiluvchi vodorod bog'lanishining yo'qolishini qoplashi mumkin,[12]

Lantibiotiklar lipid-II ni uning yordamida taniydi pirofosfat.[1]

Lipid II inson bilan o'zaro ta'sir qiladi alfa defensinlari, sinf mikroblarga qarshi peptidlar, kabi Defensin, alfa 1. Ikkinchisi Gram-musbat infektsiyalarni davolashda mumkin bo'lgan terapevtik vositalar sifatida yaratilgan sintetik past molekulyar og'irlikdagi birikmalarni tavsiflash va prognoz qilish uchun ishlatilgan.[13]

Penitsillin bilan bog'lovchi oqsil Transpeptidaza in vitro sifatida harakat qiladigan 4 ta d-aminokislotalarni Lipid II (va Lipid I) ga almashtiradi.[14]

Adabiyotlar

  1. ^ a b Anton Chugunov; Darya Pirkova; Dmitriy Nolde; Anton Polyanskiy; Vladimir Pentkovskiy; Roman Efremov (2013 yil 16-aprel). "Lipid-II simulyatsiya qilingan bakterial membranada lantibiotiklar uchun potentsial" qo'nish relefi "ni hosil qiladi". Ilmiy ish. Rep. 3: 1678. doi:10.1038 / srep01678. PMC  3627190. PMID  23588060.
  2. ^ Lok-To Shom; Emili K. Butler; Metyu D. Lebar; va boshq. (2014 yil 11-iyul). "MurJ - peptidoglikan biogenezi uchun lipid bilan bog'langan prekursorlarning flippazasi". Ilm-fan. 345 (6193): 220–222. doi:10.1126 / science.1254522. PMC  4163187. PMID  25013077.
  3. ^ Xuang LY, Xuang SH, Chang YC, Cheng VC, Cheng TJ, Vong CH (28 iyul 2014). "Lipid II va uning analoglarining fermentativ sintezi". Angew Chem Int Ed Engl. 53 (31): 8060–5. doi:10.1002 / anie.201402313.
  4. ^ t Xart P, Oppedijk S, Breukink E, Martin NI (2016). "Nisinning antibakterial mexanizmiga oid yangi tushunchalar sintetik lipid II analoglari bilan majburiy tadqiqotlar natijasida aniqlandi". Biokimyo. 55 (1): 232–7. doi:10.1021 / acs.biochem.5b01173. PMID  26653142.
  5. ^ Qiao Y, Srisuknimit V, Rubino F, Sheefer K, Nuiz R, Walker S, Kahne D (2017). "Lipid II ning ortiqcha ishlab chiqarilishi b-laktamlarning transpeptidaza inhibisyonunu to'g'ridan-to'g'ri tahlil qilishga imkon beradi". Tabiat kimyoviy biologiyasi. 13 (7): 793–798. doi:10.1038 / nchembio.2388. PMC  5478438. PMID  28553948.
  6. ^ Y. van Heijenoort; M. Gomes; M. Derrien; J. Ayala; J. van Heijenoort (1992). "Escherichia coli peptidoglikan metabolizmasidagi membrana oraliq moddalari: PBP 1b va PBP 3 ning mumkin bo'lgan rollari". J. Bakteriol. 174 (11): 3549–3557. doi:10.1128 / jb.174.11.3549-3557.1992. PMC  206040. PMID  1592809.
  7. ^ Henrichfreise B, Schiefer A, Schneider T va boshq. (Sentyabr 2009). "Uyali devorsiz xlamidiya va Volbaxiya bakteriyalarida lipid II biosintez yo'lining funktsional konservatsiyasi: lipid II nima uchun kerak?". Mol mikrobiol. 73 (5): 913–23. doi:10.1111 / j.1365-2958.2009.06815.x. PMID  19656295.
  8. ^ Gram-musbat patogenlarda pili, Nature, vol 4, pg 513
  9. ^ a b v Heijenoort J (2007 yil dekabr). "Bakterial peptidoglikan biosintezidagi lipid oraliq moddalari". Microbiol Mol Biol Rev.. 71 (4): 620–635. doi:10.1128 / MMBR.00016-07. PMC  2168651. PMID  18063720. Olingan 13 yanvar 2015.
  10. ^ de Kruijff B, van Dam V, Breukink E (2008 yil 12-noyabr). "Lipid II: bakterial hujayra devorlari sintezidagi markaziy komponent va antibiotiklarga mo'ljallangan maqsad". Prostaglandinlar Leykot Essent yog 'kislotalari. 79 (3–5): 117–21. doi:10.1016 / j.plefa.2008.09.020. hdl:1874/33263. PMID  19008088.
  11. ^ Rayt, Jerar (2015 yil 7-yanvar). "Antibiotiklar: chidamsiz yangi kelgan". Tabiat. 517 (7535): 442–444. doi:10.1038 / tabiat14193. PMID  25561172.
  12. ^ Myunx D, Engels I, Myuller A, Reder-Krist K, Falkenshteyn-Pol H, Bierbaum G, Grein F, Bendas G, Sahl HG, Shnayder T (2014 yil 17-noyabr). "II hujayra devori prekursori lipid II ning strukturaviy o'zgarishlari - antibiotik oritavansinning lipoglikopeptid bilan bog'lanishiga va faolligiga ta'siri". Mikroblarga qarshi vositalar va kimyoviy terapiya. 59 (2): 772–781. doi:10.1128 / AAC.02663-14. PMC  4335874. PMID  25403671.
  13. ^ Varney KM, Bonvin AM, Pazgier M va boshq. (2013). "Himoyani jinoyatga aylantirish: defensin mimetikasi, lipid II ga qaratilgan yangi antibiotiklar". PLoS Pathog. 9 (11): e1003732. doi:10.1371 / journal.ppat.1003732. PMC  3820767. PMID  24244161.
  14. ^ Qiao Y, Lebar MD, Schirner K, Schaefer K, Tsukamoto H, Kahne D, Walker S (22 oktyabr 2014). "Kutilmagan transpeptidaza reaktsiyasidan foydalangan holda lipid bilan bog'langan peptidoglikan prekursorlarini aniqlash". J Am Chem Soc. 136 (42): 14678–81. doi:10.1021 / ja508147s. PMC  4210121. PMID  25291014.

Tashqi havolalar