La enterobactina (también conocida como enteroquelina ) es un sideróforo de alta afinidad que adquiere hierro para los sistemas microbianos. Se encuentra principalmente en bacterias Gram-negativas , como Escherichia coli y Salmonella typhimurium . [1]
La enterobactina es el sideróforo más fuerte conocido, y se une al ion férrico (Fe 3+ ) con afinidad K = 10 52 M −1 . [2] Este valor es sustancialmente mayor que incluso algunos quelantes de metales sintéticos , como EDTA (K f, Fe3 + ~ 10 25 M −1 ). [3] Debido a su alta afinidad, la enterobactina es capaz de quelarse incluso en entornos donde la concentración de iones férricos se mantiene muy baja, como dentro de los organismos vivos. La enterobactina puede extraer hierro incluso del aire . [ cita requerida ] Las bacterias patógenas pueden robar hierro de otros organismos vivos utilizando este mecanismo, aunque la concentración de hierro se mantiene extremadamente baja debido a la toxicidad del hierro libre.
El ácido corísmico , un precursor de aminoácidos aromáticos , se convierte en ácido 2,3-dihidroxibenzoico (DHB) mediante una serie de enzimas , EntA, EntB y EntC. Entonces, EntD, EntE, EntF y EntB catalizan un enlace amida de DHB a L-serina . Tres moléculas de DHB-Ser formadas experimentan una ciclación intermolecular , produciendo enterobactina. [4] Aunque varios estereoisómeros son posibles debido a la quiralidad de los residuos de serina, solo el isómero Δ-cis es metabólicamente activo. [3]La primera estructura tridimensional de un complejo de enterobactina metálica se determinó como el complejo de vanadio (IV). [5] Aunque la enterobactina férrica eludió la cristalización durante mucho tiempo, su estructura tridimensional definitiva se obtuvo finalmente mediante cristalografía racémica, en la que los cristales de una mezcla 1: 1 de enterobactina férrica y su imagen especular (enantioenterobactina férrica) se cultivaron y analizaron mediante X- cristalografía de rayos. [6]
La deficiencia de hierro en las células bacterianas desencadena la secreción de enterobactina en el entorno extracelular, provocando la formación de un complejo de coordinación " FeEnt " en el que el ión férrico se quela a la base conjugada de enterobactina. En Escherichia coli , la FepA en la membrana externa bacteriana permite la entrada de FeEnt al periplasma bacteriano . FepB, C, D y G participan en el transporte del FeEnt a través de la membrana interna por medio de un transportador de casete de unión a ATP . [4]
Debido a la extrema afinidad de unión al hierro de la enterobactina, es necesario escindir FeEnt con ferrienterobactina esterasa para eliminar el hierro. Esta degradación produce tres unidades de 2,3-dihidroxibenzoil-L-serina. La reducción del hierro (Fe 3+ a Fe 2+ ) ocurre junto con esta escisión, pero no se ha identificado ninguna enzima reductasa bacteriana FeEnt y el mecanismo de este proceso aún no está claro. [7] El potencial de reducción del complejo Fe 3+ / Fe 2+ –enterobactina depende del pH y varía de −0,57 V (frente a NHE ) a pH 6 a −0,79 V a pH 7,4 a −0,99 a valores de pH superiores a 10,4. [8]
La enterobactina fue descubierta por los grupos de Gibson y Neilands en 1970. [9] [10] Estos estudios iniciales establecieron la estructura y su relación con el ácido 2,3-dihidroxibenzoico.