La prodigiosina es el colorante rojo producido por muchas cepas de la bacteria Serratia marcescens , [1] [2] así como por otras gamma proteobacterias Gram negativas como Vibrio psychroerythrus y Hahella chejuensis . Es responsable del tinte rosado que ocasionalmente se encuentra en la suciedad que se acumula en superficies de porcelana como bañeras, lavabos e inodoros. Es en el prodiginines familia de compuestos que se producen en algunos proteobacterias gamma Gram-negativas, así como seleccionar Gram-positivo Actinobacteria (por ejemplo, Streptomyces coelicolor ). [3] El nombrela prodigiosina se deriva de prodigio ( es decir, algo maravilloso).
Nombres | |
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Nombre IUPAC 4-metoxi-5 - [( Z ) - (5-metil-4-pentil- 2H -pirrol-2-iliden) metil] -1 H , 1 ′ H -2,2′-bipirrol | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
Malla | Prodigiosina |
PubChem CID | |
UNII | |
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Propiedades | |
C 20 H 25 N 3 O | |
Masa molar | 323,440 g · mol −1 |
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 | |
Metabolito secundario
La prodigiosina es un metabolito secundario de Serratia marcescens . Debido a que es fácil de detectar, se ha utilizado como un sistema modelo para estudiar el metabolismo secundario. Se sabe desde hace mucho tiempo que la producción de prodigiosina se mejora mediante la limitación de fosfato. En condiciones de bajo contenido de fosfato, se ha demostrado que las cepas pigmentadas crecen a una densidad más alta que las cepas no pigmentadas. [4]
Función religiosa
La capacidad de las cepas pigmentadas de Serratia marcescens para crecer en pan ha llevado a una posible explicación de los milagros de transubstanciación medievales , en los que el pan eucarístico se convierte en el Cuerpo de Cristo . Tales milagros llevaron al Papa Urbano IV a instituir la Fiesta del Corpus Christi en 1264. Esto siguió a la celebración de una misa en Bolsena en 1263, dirigida por un sacerdote bohemio que tenía dudas sobre la transubstanciación . [3] Durante la Misa, la eucaristía parecía sangrar y cada vez que el sacerdote limpiaba la sangre, aparecían más. Este evento se celebra en un fresco en el Palacio Pontificio de la Ciudad del Vaticano , pintado por Rafael . [5]
Actividad biológica
La prodigiosina recibió una atención renovada [3] [6] por su amplia gama de actividades biológicas, que incluyen actividades como agentes antipalúdicos, [7] antifúngicos, [8] inmunosupresores [9] y antibióticos. [10] Quizás sea mejor conocido por su capacidad para desencadenar la apoptosis de células cancerosas malignas. El mecanismo exacto de esta inhibición es muy complejo y no está completamente aclarado, pero podría involucrar múltiples procesos, incluida la inhibición de la fosfatasa, la escisión del ADN bicatenario mediada por cobre o la interrupción del gradiente de pH a través del transporte transmembrana de iones H + y Cl-. [11] Como resultado, la prodigiosina es un fármaco líder muy prometedor y actualmente se encuentra en un estudio de fase preclínica para el tratamiento del cáncer de páncreas. [12] Se ha descubierto recientemente que la prodigiosina tiene una excelente actividad contra la fase estacionaria Borrelia burgdorferi , el agente causante de la enfermedad de Lyme . [13]
Producción
Biosíntesis
La biosíntesis de prodigiosina [15] [16] y análogos relacionados , las prodigininas [3] [14] implica el acoplamiento convergente de tres anillos de tipo pirrol (etiquetados A, B y C en la figura 1) de L-prolina, L- serina, L-metionina, piruvato y 2-octenal. [17]
El anillo A se sintetiza a partir de L-prolina a través de la ruta de la péptido sintasa no ribosómica (NRPS) (figura 2), en la que el anillo de pirrolidina se oxida, con flavina adenina dinucleótido (FAD + ) como coenzima para producir el anillo pirrol A. En el primer paso , la prolina se une a una proteína portadora de peptidilo (PCP) llamada pigG por la acción de la enzima pigI y luego la enzima pigA realiza la oxidación.
Luego, el anillo A se expande a través de la ruta de la policétido sintasa para incorporar L-serina en el anillo B (figura 3). El fragmento del anillo A se transfiere de la proteína portadora de peptidilo (PCP) a la proteína portadora de acilo (ACP) mediante un dominio ceto-sintasa (KS), seguido de la transferencia a malonil-ACP mediante condensación de Claisen descarboxilativa catalizada por la enzima pigJ . Este fragmento es entonces capaz de reaccionar con el carbanión enmascarado formado a partir de la descarboxilación de L-serina mediada por fosfato de piridoxal (PLP), que se cicla en una reacción de deshidratación para producir el segundo anillo de pirrol. Este intermedio se modifica luego por oxidación del alcohol primario al aldehído, catalizado por pigM , y metilación (que incorpora un grupo metilo de L-metionina en el alcohol en la posición 6) catalizada por pigF y pigN . Esto produce la estructura del anillo AB del núcleo lista para transformaciones posteriores, incluidas las tambjamines [18] , así como las prodigininas.
El anillo C se forma a partir de la adición descarboxilativa de piruvato a 2-octenal mediada por pirofosfato de tiamina (TPP), catalizada por pigD . PigE luego convierte el intermedio en una amina (usando un aminoácido y PLP) lista para la condensación intramolecular . PigB oxida el anillo resultante usando oxígeno y FAD + , produciendo el pirrol.
Finalmente, las dos piezas son combinadas por pigC y su cofactor adenosina trifosfato (ATP) en una reacción de deshidratación que establece un sistema conjugado en los tres anillos y completa la síntesis de prodigiosina.
Laboratorio
Los detalles de la primera síntesis total de prodigiosina se publicaron en 1962, lo que confirma la estructura química. Al igual que con la biosíntesis, el intermedio clave fue el aldehído AB que se muestra en la Figura 5. [19] Este aldehído se ha preparado posteriormente mediante otros métodos y se ha utilizado para fabricar prodigiosina y productos naturales relacionados. [dieciséis]
Usos
Los usos farmacéuticos potenciales de la prodigiosina, o su uso como colorante , han llevado a estudios de su producción a partir de Serratia marcescens , posiblemente después de una modificación genética . [20]
Ver también
- Obatoclax , un fármaco experimental con estructura química relacionada
Referencias
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