Нерибосомальный биосинтез полипептидов микроорганизмов

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО "Оренбургский государственный медицинский университет"

Министерства здравоохранения РФ

НЕРИБОСОМАЛЬНЫЙ БИОСИНТЕЗ ПОЛИПЕПТИДОВ МИКРООРГАНИЗМОВ

Берковская А.Я.

г. Оренбург, Россия

Образуемые микроорганизмами биологически активные пептиды, при биосинтезе которых формирование пептидной связи происходит без участия рибосом, получили название нерибосомальных, а мультиэнзимные комплексы, осуществляющие их биосинтез, - нерибосомальных пептидсинтетаз (НРПС).

Этот путь биосинтеза благоприятен для создания многообразия химических структур за счёт включения в биосинтез белковых и небелковых аминокислот, эфирных и тиоэфирных связей вместо амидных, введения модифицирующих фрагментов, образования гибридных систем НРПС с другими белками, образования циклических структур.

Преобладает образование циклических структур - циклопептидов и циклодепсипептидов, которые предохраняют пептиды от деградации пептидазами, увеличивают физико-химическую стабильность, в большей степени отвечают конформационным потребностям при взаимодействии с мишенью. биосинтез антимикробный микроорганизм

Антибиотики, синтезируемые стрептомицетами:

Стрептомицеты - род бактерий семейства Streptomycetaceae порядка актиномицетов (Actinomycetales), является самым большим родом семейства.

Основными средами обитания являются почва и слои морской воды.

Липопептидные антибиотики:

Даптомицин синтезируется Streptomyces roseosporus fungicidicus.

Даптомицин активен в отношении аэробных грамположительных бактерий. In vitro спектр активности даптомицина охватывает большинство клинически значимых грамположительных бактерий. Применяется при осложненной инфекции кожи и мягких тканей.

Антибиотики, не являющиеся липопептидами:

Лейнамицин - макролактам, образуется Streptomyces atroolivaceus.

Биосинтез осуществляется мегагибридной синтетазой, гены которой расположены на двух пересекающихся космидах. Для образования структуры необходимы два модуля НРПС и 6 модулей двууглеродных единиц из ПКС. Является противоопухолевым средством, используется для химеотерапии.

Блеомицин - антибиотик, продуцируемый Streptomyces verticillus содержит 10 генов НРПС, кодирующих 9 модулей, и один ген ПКС, кодирующий один модуль ПКС. Является цитостатическим препаратом, показан к применению при раке кожи, пищевода, легкого, шейки матки, щитовидной железы, почки, злокачественных опухолях головы и шеи, саркоме мягких тканей, остеогенной саркоме, лимфогранулематозе.

Софрамицин - синтезируемый Streptomyces lavendulae, относится к тетрагидроизохинолиновому семейству антибиотиков. Является антибиотиком с сильным бактерицидным действием, особенно в отношении стафилококков, устойчивых к другим антибиотикам, сине-гнойной палочке, группе протея и кишечной палочке.

Актиномицин Сз (актиномицин D) - цитостатический препарат из группы противоопухолевых антибиотиков, образуется Streptomyces chrysomallus при окислительной конденсации двух молекул антраноилпентапептидил лактона. Ингибирует клеточную пролиферацию путём образования стабильного комплекса с ДНК и нарушения ДНК-зависимого синтеза РНК. Оказывает выраженное иммуносупрессивное действие и является единственным противоопухолевым антибиотиком, нашедшим применение в качестве иммуносупрессивного препарата. Показан при опухоли Вильмса, рабдомиосаркомае, хориокарциномае, метастатической несеминоматозной карциноме яичек, саркоме Капоши, опухоли Юинга, меланомае, гроздевидной саркоме, раке яичника, раке тела матки, иммуносупрессии при аллотрансплантации органов.

Таким образом, значительная часть лекарственных антимикробных препаратов, применяемых в медицинской практике, производится культивированием микроорганизмов, выделенных из природных источников. Эти микроорганизмы в течение длительного времени, измеряемого миллионами лет эволюции, сосуществовали в окружающей конкурентной среде и, следовательно, прошли селекцию на биосинтез антимикробных веществ и образование собственной устойчивости к активным структурам конкурентных микроорганизмов.

Список литературы

1. Орлова Т.И., Булгакова В.Г., Полин А.Н. Биологически активные нерибосомальные пептиды. Механизм биосинтеза нерибосомальных пептидов // Антибиотики и химиотерапия, 2012. Т. 57. С. 7-8.

2. Романова Н.Н., Талло Т.Г., Рыбалко И.И., Зык Н.В., Швядас В.К. Биологически активные, выделенные из морских организмов циклические полипептиды с фрагментами производных в-аминокислот // Химия гетероциклических соединений, 2011. - №4. С. 483-512.

3. Dittmann E., Neilan B.A., Borner T. Molecular biology of peptide and polyketide biosynthesis in cyanobacteria // Applied Microbiology Biotechnology, 2001. V. 57. P. 467-473.

Размещено на Allbest.ru