Lactocilina
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| Nombres | |
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| Nombre IUPAC N - ({2 '- [(26 Z ) -26-Etiliden-19,29-bis (1-hidroxietil) -12 - {[( 1H -indol-3-ilcarbonil) sulfanil] metil} -14,21 , 28,31-tetraoxo-10,17,24,34-tetratia-6,13,20,27,30,35,36,37,38-nonaazahexaciclo [30.2.1.18,11.1 15,18.122,25.02,7] octatriaconta-1 (35), 2,4,6,8,11 (38), 18 (37), 22,25 (36), 32-decaen-5-il] -2,4'-bi-1, 3-tiazol-4-il} carbonil) alanina | |
| Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
PubChem CID | |
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| Propiedades | |
| C 51 H 45 N 13 O 10 S 7 | |
| Masa molar | 1 224 0,42 g · mol -1 |
| Densidad | 1,8 g / cm 3 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
| Referencias de Infobox | |
La lactocilina es un antibiótico tiopéptido que está codificado y producido por grupos de genes biosintéticos en la bacteria Lactobacillus gasseri . La lactocilina fue descubierta y purificada en 2014. [1] Lactobacillus gasseri es una de las cuatro bacterias Lactobacillus más comunes en el microbioma vaginal humano. [2] Debido a los crecientes niveles de resistencia patógena a antibióticos conocidos, los antibióticos nuevos son cada vez más valiosos. La lactocilina podría funcionar como un nuevo antibiótico que podría ayudar a las personas a combatir infecciones que son resistentes a muchos otros antibióticos.
Agrupaciones de genes biosintéticos
La lactocilina es producida por un grupo de genes biosintéticos , que es un grupo de genes en bacterias que trabajan juntos para producir un metabolito secundario . [3] Los metabolitos secundarios son moléculas con muchas estructuras y funciones químicas diferentes y, en este caso, la lactocilina funciona como un antibiótico . [3]
Los grupos de genes biosintéticos son similares a los operones en las bacterias en que ambos codifican proteínas que funcionan juntas en un proceso común. Sin embargo, los grupos de genes biosintéticos siempre codifican un metabolito secundario conocido, mientras que los operones son un grupo general de genes bajo un mismo promotor. Los operones pueden codificar una molécula específica, similar a las BGC, u otras cosas como proteínas asociadas que trabajan juntas en una función común, como el operón lac que codifica las proteínas involucradas en la descomposición de la lactosa.
La lactocilina es producida por el grupo de genes biosintéticos 66 ( bgc66) que se encuentra en un plásmido en Lactobacillus gasseri. [1] bgc66 tiene muchos genes diferentes que codifican las proteínas que se muestran en la siguiente tabla y realizan la función indicada involucrada en la síntesis de lactocilina. [1]
| Proteína | Función |
| YcaO | Ayuda en la formación de heterociclos, como vemos cinco heterociclos derivados de cisteína en lactocilina. [4] |
| ciclodehidratasa | Ayuda en la formación de heterociclos, como vemos cinco heterociclos derivados de cisteína en lactocilina. [4] |
| Lantibiótico DH (2 genes diferentes de este tipo) | Produce residuos de deshidrobutirina, como se ve en la lactocilina. [5] |
| TclM | Ayuda en la producción del núcleo de tritiazoilpiridina de lactocilina. [1] |
| Otras enzimas de modificación postraducción | Ayude a continuar ajustando la estructura de lactocilina después de la traducción. |
| Proteínas reguladoras | Regular la transcripción del BGC. [1] |
Tiopeptidos
Los antibióticos son sustancias químicas que se utilizan para inhibir o matar microbios y vienen en muchas clases de sustancias químicas diferentes. Los tiopéptidos son una clase química de antibióticos bastante nueva, caracterizada por un anillo central de seis miembros con un nitrógeno en el anillo. Ciertos tiopéptidos son creados por bacterias que se encuentran en otros lugares inusuales, como la vida marina y el suelo, pero la lactocilina es producida por bacterias que se encuentran en microbiomas orales y vaginales humanos. [1]
Los tiopéptidos funcionan bien contra bacterias gram positivas pero no contra bacterias gram negativas. [1] Incluso se ha descubierto que los tiopéptidos son potencialmente eficaces para combatir el MRSA . [6] Se considera que los tiopéptidos tienen potencialmente muchas funciones, como "actividades anticancerígenas, antiplasmódicas, inmunosupresoras, inhibidoras de la renina, inhibidoras de la ARN polimerasa y antifúngicas". [7]
Los tiopéptidos funcionan como antibióticos al bloquear la síntesis de proteínas ribosómicas. [7] Este es un ejemplo de regulación postranscripcional, ya que los tiopéptidos no afectan la transcripción de las proteínas, pero impiden la traducción.
La lactocilina se diferencia de la tiocilina (un tiopéptido bien estudiado) en tres aspectos importantes. La lactocilina 1) tiene un ácido carboxílico libre en el extremo C-terminal, 2) no sufre modificaciones posteriores a la traducción que requieran oxígeno y 3) tiene un residuo de indolil- S -cisteína en la posición 8. [1] Estas diferencias sugieren que este tiopéptido puede funcionar de manera diferente a los demás, pero es necesario realizar más investigaciones para determinar si esto es exacto.
Estructura
La lactocilina tiene una fórmula empírica de C 51 H 45 N 13 O 10 S 7 y tiene una imagen como se muestra arriba, según se determina usando perfiles de absorbancia de NMR y UV-Vis . [1] La estructura de esta proteína no coincide perfectamente con la secuencia de bcg66. Esto ilustra que debe haber algún tipo de modificación postraduccional. [1]
Alojamiento de plásmidos y transferencia horizontal de genes
La transferencia horizontal de genes (HGT) es el mecanismo por el cual las bacterias pueden compartir genes, además de de padres a hijos en la reproducción. Las bacterias pueden agregar genes a su genoma que pueden mejorar su aptitud al absorber material genético de otras bacterias, el medio ambiente o bacteriófagos a través de HGT.
bgc66 se encuentra en un plásmido junto con otras secuencias de mantenimiento, reguladoras, de transferencia y transposasas. [1] La presencia de estas secuencias de transferencia nos muestra que este plásmido puede participar en HGT, lo que hace que otras bacterias puedan producir lactocilina. Las secuencias de transposasa sugieren que el plásmido podría tener aún más capacidades de transferencia de genes mediante el corte e inserción de ciertos genes mediante el uso de proteínas transposasas. Si se estudia más a fondo la lactocilina y se determina que tiene propiedades deseables, el hecho de que la BGC para la producción de lactocilina resida en un plásmido transferible facilitaría que las empresas químicas la produzcan en masa.
Función en el cuerpo humano
Se considera que la lactocilina es muy funcional para matar ciertos patógenos. [1] La concentración inhibitoria mínima (MIC) de un antibiótico es la concentración más baja de un antibiótico necesaria para inhibir el crecimiento de una bacteria. La CMI se calculó para muchas bacterias diferentes que comúnmente infectan las vaginas humanas. Este enfoque tiene sentido, ya que una bacteria no patógena que se encuentra en la microbiota vaginal podría proporcionar un beneficio al huésped, como la resistencia a patógenos potenciales que comúnmente infectan esa área del cuerpo, porque la supervivencia del huésped es esencial para la supervivencia de la bacteria.
Se observó crecimiento a múltiples concentraciones diferentes para obtener la CMI de lactocilina para diferentes patógenos. Se encontró que la lactocilina es más efectiva para prevenir el crecimiento de Staphylococcus aureus , Corynebacterium aurimucosum y Streptococcus sobrinus , pero también fue efectiva para inhibir el crecimiento a concentraciones más altas de otros patógenos bacterianos. Estas bacterias bien inhibidas causa infecciones por estafilococos , infecciones del tracto urinario , [8] y cavidades. [9] Esto sugiere que la lactocilina podría potencialmente usarse como un antimicrobiano común en el futuro.
No se observó que la lactocilina previniera el crecimiento de otras bacterias que se sabe que son comunes y beneficiosas para el microbioma vaginal. Esto tiene sentido, ya que matar estas bacterias sería perjudicial para la salud humana y, en consecuencia, también perjudicial para la posibilidad de supervivencia de la bacteria. [10]
Se ha observado que otras bacterias Lactobacillus también se utilizan como probióticos . [11] Lactobacillus gasseri podría funcionar de manera similar a estas otras bacterias Lactobacillus y usarse como probiótico, ayudando con la salud general, como la inmunidad, los niveles de colesterol y la salud de la piel. [11]
Referencias
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- Tiopeptidos
- Péptidos cíclicos
