Lantibiotika - Lantibiotics
| Gallidermin | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bezeichner | |||||||||
| Symbol | Gallidermin | ||||||||
| Pfam | PF02052 | ||||||||
| InterPro | IPR006079 | ||||||||
| SCOP2 | 1mqy / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| TCDB | 1.C.20 | ||||||||
| OPM-Superfamilie | 161 | ||||||||
| OPM-Protein | 1mqy | ||||||||
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Lantibiotika sind eine Klasse von Poly zyklischen Peptid - Antibiotika , die den charakteristischen enthalten Thioether Aminosäuren Lanthionin oder Methyllanthionin , sowie die ungesättigten Aminosäuren Dehydroalanin und 2-Aminoisobuttersäure . Sie gehören zu ribosomal synthetisierten und posttranslational modifizierten Peptiden .
Lanthionin besteht aus zwei Alaninresten , die an ihren β-Kohlenstoffatomen durch eine Thioether-(Monosulfid)-Bindung vernetzt sind.
Lantibiotika werden von einer großen Anzahl grampositiver Bakterien wie Streptococcus und Streptomyces produziert , um andere grampositive Bakterien anzugreifen, und gelten daher als ein Mitglied der Bakteriocine . Bakteriocine werden nach ihrem Ausmaß der posttranslationalen Modifikation klassifiziert . Die Lantibiotika sind eine Klasse von stärker modifizierten Bakteriocinen, die auch als Klasse-I-Bakteriozine bezeichnet werden . (Bakteriocine, bei denen Disulfidbrücken die einzige Modifikation des Peptids sind, sind Klasse-II-Bakteriozine .)
Lantibiotika sind aufgrund der kommerziellen Verwendung dieser Bakterien in der Lebensmittelindustrie zur Herstellung von Milchprodukten wie Käse gut untersucht .
Nisin und Epidermin sind Mitglieder einer Familie von Lantibiotika daß binden an II Lipid , eine Zellwand - Vorläuferlipidkomponente von Ziel - Bakterien und Zellwandproduktion unterbrechen. Die Duramycin- Familie der Lantibiotika bindet Phosphoethanolamin in den Membranen ihrer Zielzellen und scheint mehrere physiologische Funktionen zu stören.
Geschichte
Der Name Lantibiotika wurde 1988 als Abkürzung für „lanthioninhaltige Peptidantibiotika“ eingeführt. Die ersten Strukturen dieser antimikrobiellen Wirkstoffe wurden durch bahnbrechende Arbeiten von Gross und Morell in den späten 1960er und frühen 1970er Jahren hergestellt und markierten damit die formelle Einführung von Lantibiotika. Seitdem werden Lantibiotika wie Nisin erfolgversprechend zur Konservierung von Lebensmitteln eingesetzt und sind noch auf signifikante bakterielle Resistenzen gestoßen . Diese Eigenschaften von Lantibiotika haben zu einer detaillierteren Erforschung ihrer Strukturen und Biosynthesewege geführt .
Einstufung
- Lantibiotika vom Typ A sind lange flexible Moleküle – zB Nisin , Bisin , Subtilin , Epidermin , Gallidermin Untergruppe AI umfasst Mutacin II; Untergruppe AII umfasst Mutacin I und III.
- Lantibiotika vom Typ B sind kugelförmig – zB Mersacidin . Actagardin , Duramycin und Cinnamycin .
Einige enthalten 2 Peptide, zB Haloduracin .
Beispiele
| Lantibiotikum | Typ | Anzahl Rückstände |
# Thioether-Links |
Andere Links |
Referenzen |
|---|---|---|---|---|---|
| Nisin Subtilin |
EIN | 34 | 5 | 0 | |
| Gallidermin Epidermin |
EIN | 21 | 3 | 1 | |
| mersacidin | B | 20 | 4 | ||
| Actagardine | B | 19 | 4 | 0 | |
| Cinnamycin Duramycin |
B | 19 | 3 | 1 | |
| Sublancin 168 | ? | 37 | 1 | 2 | |
| Plantaricin C | B | 27 | 4 | 0 |
(Subblancin kann ein S-verknüpftes Glykopeptid sein .
Biosynthese
Sie werden mit einer Leader-Polypeptidsequenz synthetisiert, die erst beim Transport des Moleküls aus der synthetisierenden Zelle entfernt wird. Sie werden von Ribosomen synthetisiert , was sie von den meisten natürlichen Antibiotika unterscheidet. Es gibt vier bekannte Enzyme (Lanthipeptid-Synthetasen), die für die Bildung von Lanthioninringen verantwortlich sind.
Wirkmechanismus
Lantibiotika zeigen eine erhebliche Spezifität für einige Komponenten (zB Lipid II ) von bakteriellen Zellmembranen, insbesondere von Gram-positiven Bakterien. Lantibiotika vom Typ A töten schnell durch Porenbildung, Lantibiotika vom Typ B hemmen die Peptidoglycan-Biosynthese. Sie sind in sehr geringen Konzentrationen aktiv.
Anwendung
Lebensmittelkonservierung
Lantibiotika werden von grampositiven Bakterien produziert und zeigen eine starke antimikrobielle Wirkung gegenüber einer Vielzahl anderer grampositiver Bakterien. Als solche sind sie zu attraktiven Kandidaten für die Verwendung in der Lebensmittelkonservierung (durch Hemmung von Krankheitserregern , die Lebensmittelverderb verursachen) und in der pharmazeutischen Industrie (zur Vorbeugung oder Bekämpfung von Infektionen bei Mensch oder Tier) geworden.
Veterinärantibiotikum
Duramycin wird für Hühner verwendet.
Klinisches Antibiotikum
Ein Typ, der als B-Lantibiotikum NVB302 bekannt ist, ging 2011 in klinische Phase-1-Studien zur Anwendung gegen Clostridium difficile ein und berichtete 2012 über gute Ergebnisse.
Datenbanken
BACTIBASE ist eine Open-Access-Datenbank für Bakteriocine einschließlich Lantibiotika. LANTIBASE ist eine spezifische Ressource für Lantibiotika.
Verweise
Weiterlesen
- Jack R, Bierbaum G, Heidrich C, Sahl HG (September 1995). „Die Genetik der Lantibiotikum-Biosynthese“. BioEssays . 17 (9): 793–802. doi : 10.1002/bies.950170909 . PMID 8763832 . S2CID 32393523 .
- Sahl HG, Jack RW, Bierbaum G (Juni 1995). "Biosynthese und biologische Aktivitäten von Lantibiotika mit einzigartigen posttranslationalen Modifikationen" . EUR. J. Biochem . 230 (3): 827–53. doi : 10.1111/j.1432-1033.1995.0827g.x . PMID 7601145 .
- Sahl HG, Bierbaum G (1998). „Lantibiotika: Biosynthese und biologische Aktivitäten von einzigartig modifizierten Peptiden aus grampositiven Bakterien“. Annu. Rev. Mikrobiol . 52 : 41–79. doi : 10.1146/annurev.micro.52.1.41 . PMID 9891793 .
- Stein T (Mai 2005). „Bacillus subtilis Antibiotika: Strukturen, Synthesen und spezifische Funktionen“. Mol.-Nr. Mikrobiol . 56 (4): 845–57. doi : 10.1111/j.1365-2958.2005.04587.x . PMID 15853875 . S2CID 20144405 .
- Smith JL (2002). Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des Lantibiotikums Mutacin (PDF) (Ph.D.). Universität von Florida.
Externe Links
- Lantibase , eine Datenbank für Lantibiotika
- "Vollständige Liste der Lantibiotika" . BACTIBASE-Datenbank .