Studi di biosintesi sull'acido clavulanico: il suo corso biopercorso e stereochimico (tesi / dissertazione)
Un'analisi degradativa ha consentito la determinazione della stereochimica in C-9 dell'acido clavulanico prodotto da Streptomyces clavuigerus. È stata osservata un'inversione complessiva della configurazione dall'ornitina precursore C / sub 5 / unità. I gliceroli diastereomerici (1R, 2R) e (1S, 2R) (1- / sup 3 / H) sono stati sintetizzati e somministrati separatamente. Risultati complementari hanno dimostrato una conservazione complessiva della configurazione parallela all'incorporazione della cisteina nella biosintesi della penicillina. La 3-idrossiornitina, un potenziale precursore dell'acido clavulanico, è stata preparata mediante un'aggiunta 1,3-dipolare di un nitrone e vinilglicina. Tuttavia, la 3-idrossiornitina non è stata assorbita dall'organismo e non è stato possibile dimostrare che questo possibile intermedio sia un precursore specifico dell'acido clavulanico. (2- / sup 3 / H) -L-Ornitina mostra un'incorporazione preferenziale rispetto alla D-ornitina. Un'epimerizzazione mediante un meccanismo a una base è suggerita dal mantenimento di metà dell'attività del trizio…beta.. -Alanina, un potenziale precursore del segmento..beta..- è stato esaminato e ha dimostrato di non giocare un ruolo diretto nella biosintesi. Inoltre, la 3-idrossipropionil-ornitina, un'ammide parallela all'intermedio tripeptidico nella biosintesi della penicillina, non è stata incorporata nell'acido clavulanico. Il ruolo del 3-idrossipropionato e del glicerolo è stato esaminato in mezzi di fermentazione sia dell'amido che dei trigliceridi.
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Record simili nelle raccolte OSTI.GOV:
– Progettazione basata sulla struttura e sintesi in parallelo di inibitori di AmpC b-lattamasi
Articolo in Rivista Tondi, D; Powers, RA; Negri, MC;… – Chem. Biol. Le beta-lattamasi del gruppo I sono una delle principali cause di resistenza agli antibiotici ai beta-lattamici come le penicilline e le cefalosporine. Questi enzimi sono solo modestamente influenzati dai classici inibitori a base di beta-lattamici, come l'acido clavulanico. Al contrario, i piccoli acidi arilboronici inibiscono questi enzimi a concentrazioni submicromolari. Studi strutturali suggeriscono che questi inibitori si legano a una fessura ben definita nel gruppo I beta-lattamasi AmpC; questa fessura lega l'onnipresente catena laterale R1 dei beta-lattamici. Curiosamente, gran parte di questa fenditura è lasciata libera dai piccoli acidi arilboronici. Per indagare se gli acidi boronici più grandi potessero trarre vantaggio da questa fessura, è stata utilizzata la sintesi in parallelo guidata dalla struttura per esplorare nuovi »inibitori di AmpC. Ventotto derivati del composto di piombo, acido 3-amminofenilboronico, hanno portato a un inibitore con un legame migliore di 80 volte (2; Ksub i 83 nM). L'attracco molecolare ha suggerito orientamenti per questo composto nella fessura R1. Sulla base dei risultati di docking, sono stati sintetizzati 12 derivati di 2, portando a inibitori con valori di Ksub i di 60 nM e con una migliore solubilità. Molti di questi inibitori hanno invertito la resistenza dei batteri Gram-positivi nosocomiali, sebbene abbiano mostrato poca attività contro i batteri Gram-negativi. La struttura cristallina a raggi X del composto 2 nel complesso con AmpC è stata successivamente determinata a una risoluzione di 2,1 angstrom. Il posizionamento dei due terzi prossimali dell'inibitore nella struttura sperimentale corrisponde alla struttura ancorata, ma una rotazione del legame porta a un posizionamento nettamente diverso della parte distale dell'inibitore. Nella struttura sperimentale, l'inibitore interagisce con i residui conservati nella fessura R1 il cui ruolo nel riconoscimento non è stato precedentemente esplorato. La combinazione del design basato sulla struttura con la sintesi in parallelo ha consentito la rapida esplorazione della funzionalità dell'inibitore nella fessura R1 di AmpC. Gli inibitori risultanti differiscono considerevolmente dai beta-lattamici ma tuttavia inibiscono bene l'enzima. La struttura cristallina di 2 (Ksub i 83 nM) in complesso con AmpC può guidare l'esplorazione di una fessura altamente conservata, in gran parte inesplorata, fornendo un modello per un ulteriore progetto contro la beta-lattamasi di AmpC. «Meno
– Biosintesi e configurazione stereochimica della N5- (1-carbossietil) ornitina. Un insolito amminoacido prodotto dallo Streptococcus lactis
Articolo del giornale Miller, SP; Thompson, J. – J. Biol. Chem.; (Stati Uniti) In una recente comunicazione abbiamo descritto la purificazione e la caratterizzazione della N5- (1-carbossietil) ornitina da cellule di Streptococcus lactis 133. Questo insolito amminoacido non è stato precedentemente trovato in natura. Gli esperimenti con radiotracciante presentati qui rivelano che l'ornitina esogena (/ sup 14 / C) funge da precursore per la biosintesi di (/ sup 14 / C) arginina, (/ sup 14 / C) N5- (1-carbossietil) ornitina e (/ sup 14 / C) N5-acetilornitina da cellule di S. lactis K1 durante la crescita in un mezzo definito privo di arginina. In assenza sia di arginina che di ornitina, le cellule di S. lactis K1 possono anche generare N5- (1-carbossietil) ornitina intracellulare (/ sup 14 / C) dall'acido glutammico esogeno (/ sup 14 / C). In precedenza abbiamo dimostrato che le proprietà della N5- (1-carbossietil) ornitina preparata da più »S. lactis erano identiche a uno dei due diastereomeri (2S, 7S) o (2S, 7R) presenti in una preparazione sintetica di (2S, 7RS ) -N5- (1-carbossietil) ornitina. I due diastereomeri sono stati ora sintetizzati in modo inequivocabile da una condensazione di Abderhalden-Haase tra (2S) -N2-t-butossicarbonil-ornitina e i chirali (2S) – e (2R) -bromopropionati. Dalla spettroscopia / sup 13 / C-NMR è stato stabilito che la preparazione da S. lactis è esclusivamente (2S, 7S) -N5- (1-carbossietil) ornitina. è stato dimostrato in un estratto senza cellule di S. lactis 133. I requisiti per ornitina, acido piruvico e NAD (P) H suggeriscono che la biosintesi di N5- (1-carbossietil) ornitina avviene tramite un meccanismo di condensazione riduttivo. Un'indagine generale ha rivelato che la N5- (1-carbossietil) ornitina è stata prodotta solo da alcuni ceppi di streptococchi di gruppo N. Questi risultati possono indicare un locus plasmidico per il gene (i) che codifica per l'enzima (i) per la biosintesi di N5- (1-carbossietil) ornitina. «Meno
– Biosintesi della ketomicina. (II) modello biomimetico per la catalisi della beta-lattamasi: interazioni ospite-ospite nel complesso di inclusione ciclodestrina-penicillina
Tesi / dissertazione Mak, HW L'antibiotico chetomicina è formato da acido shikimico tramite acido corismico e acido prefenico. La fenilalanina e la 2 ', 5'-diidrofenilalanina derivati dall'acido shikimico non sono intermedi nella biosintesi. La degradazione della ketomicina derivata dall'acido shikimico (1,6- / sup 14 / C) ha mostrato che l'acido prephenico viene convertito in ketomicina con discriminazione stereospecifica tra i due bordi enantiotopici dell'anello, il bordo pro-SR che dà origine al C-2 ', Lato C-3' dell'anello cicloesano della ketomicina. La resistenza dei batteri patogeni all'azione degli antibiotici..beta..- lattamici è principalmente attribuita alla loro capacità di produrre..beta..- lattamasi per scindere l'anello..beta..- lattamico. È essenziale comprendere di più »la natura molecolare del riconoscimento..beta..- lattamasi-penicillina per progettare e formulare antibiotici..beta..- lattamici più efficaci. Viene quindi avviato uno studio biomimetico della..beta..- lattamasi. Per soddisfare i requisiti delle caratteristiche idrofobiche e della serina proteasi della..beta..- lattamasi, la..cap alfa..- ciclodestrina viene scelta come modello biomimetico per..beta..- lattamasi. La specificità strutturale e la dinamica chimica del complesso di inclusione..cap alfa..- ciclodestrina-fenossimetil penicillina allo stato solido e in soluzione sono state determinate mediante spettroscopia IR e NMR. I risultati spettrali indicano fortemente che la porzione fenilica della fenossimetil penicillina forma un complesso di inclusione stabile con la cavità idrofobica di..cap alfa.. -ciclodestrina sia in soluzione che allo stato solido. Studi cinetici seguiti da / sup 1 / HNMR e analisi HPLC in condizioni alcaline hanno dimostrato che la..cap alfa..- ciclodestrina imita la funzione catalitica della serina di..beta..- lattamasi nell'idrolisi stereospecifica della..beta..- anello lattamico della fenossimetil penicillina. «meno
– Studi biosintetici sull'ansatrienina A. Formazione della frazione di acido cicloesancarbossilico
Articolo in rivista Moore, BS; Kennedy, E; Reynolds, KA;… – Giornale della American Chemical Society; (Stati Uniti) È stata studiata la formazione della frazione di acido cicloesancarbossilico nella biosintesi dell'ansatrienina (micotrienina). [sup 13] Campioni di acido shikimico marcati con C e [sup 2] H sono stati utilizzati per sondare la stereochimica dell'elaborazione dell'anello cicloesano dell'acido shikimico e per stabilire il destino di tutti gli idrogeni precursori in questa trasformazione. Un campione di acido [2- [sup 13] C] shikimico è stato alimentato allo Streptomyces collinus Tu 1982 e [sup 13] C nell'ansatrienina risultante risiedeva esclusivamente in C-36. L'acido 1-cicloesencarbossilico che accompagna l'acido cicloesancarbossilico nell'idrolisi del campione biosintetico di ansatrienina portava l'etichetta [sup 13] C più »non in C-2 ma in C-6. Campioni di [2- [sup 2] H] -, [3- [sup 2] H] -, [4- [sup 2] H], [2,5- [sup 2] H [sub 2]] -, [2,3,4,5- [sup 2] H [sub 4]] – e [6- [sup 2] H [sub 1]] acido shikimico sono stati alimentati a S. collinus. Il deuterio da C-2, C-3, C-4 e C-5 è stato effettivamente incorporato e ha occupato le posizioni 36R (assiale), 35R (equatoriale), 34E (equatoriale) e 33R (assiale), rispettivamente, nella risultante ansatrienina A. Tuttavia, assolutamente non è stato incorporato deuterio da C-6 di acido shikimico. Potenziali intermedi specificamente etichettati con [sup 13] C e [sup 2] H sono stati utilizzati per delineare ulteriormente il percorso. Combinati, i risultati di questi studi definiscono il percorso attraverso il quale l'acido shikimico viene convertito in acido cicloesancarbossilico. L'eliminazione del 1,4-coniugato del gruppo idrossi in C-3 e di un protone da C-6 dell'acido shikimico dà origine a un diidrossi diene cross-coniugato, che subisce la riduzione del doppio legame coniugato al gruppo carbonile. Un'altra eliminazione 1,4 che coinvolge il gruppo idrossi C-4 e il protone in C-1 dà un 5-idrossi 1,3-diene. La riduzione ad acido 5-idrossicicloes-1-enecarbossilico procede direttamente o tramite l'isomero [Delta] [sup 2]. Un'altra riduzionedà l'idrossiacido, che subisce la disidratazione che coinvolge un protone non acido.
