미콜산

Mycolic acid

미콜산(mycolic acid)은 미콜라타세손의 세포벽에서 발견되는 긴 지방산으로, 이 질병의 원인물질인 미코박테리움 결핵을 포함하는 박테리아의 집단이다. 그들은 mycolata 종의 세포벽의 주요 구성요소를 형성한다. 그들의 이름에도 불구하고, mycolic acids는 곰팡이와 생물학적 연관성이 없다; 그 이름은 필라멘트의 외양에서 유래한다. 그들의 존재는 높은 확대 하에서 mcolata를 준다. 세포벽에 mycolic acid의 존재는 mycolata에게 "cording"이라고 알려진 뚜렷한 총 형태학적 특성을 준다. Mycolic acids는 1938년 M. 결핵 추출물로부터 Stodola 등에 의해 처음으로 격리되었다.

미콜산은 보다 긴 베타 하이드록시 체인과 짧은 알파 알킬 사이드 체인으로 구성되어 있다. 각 분자는 60~90개의 탄소 원자를 포함하고 있다. 정확한 탄소의 수는 종에 따라 다르며 식별 보조 도구로 사용될 수 있다. 대부분의 mycolic acids는 또한 다양한 기능 그룹을 포함하고 있다.

M. 결핵균의 미콜산

미코박테리움 결핵에 있는 미콜산.

M. 결핵은 세 가지 주요 유형의 근산인 알파, 메톡시, 케토산을 생산한다. 알파미콜산은 유기체의 미콜산의 최소 70%를 구성하고 여러 개의 사이클로프로판 고리를 포함하고 있다. 메톡시미콜산(methoxy-mycolic acid)은 여러 메톡시 그룹을 포함하고 있으며, 유기체 내 미콜산의 10~15%를 구성하고 있다. 나머지 10%~15%는 케토마이콜산(keto-mycolic acid)으로 여러 케톤군을 포함하고 있다.

mycolic acids는 M. 결핵을 치료할 수 없는 독특한 성질을 부여한다. 그것들은 유기체가 화학적 손상과 탈수에 더 저항성을 갖게 하고 친수성 항생제와 생체화물의 효과를 제한한다.[1] 미콜산은 또한 박테리아가 대식세포 안에서 자랄 수 있도록 해주며, 숙주 면역계로부터 효과적으로 숨긴다. M. 결핵의 생존과 병원생성에 미콜레이트 생합성이 중요하다. 경로와 효소가 해명되어 상세하게 보고되었다.[2][3] 다섯 개의 뚜렷한 단계가 관련되어 있다. 이것들은 다음과 같이 요약되었다.[4]

  • 효소 지방산 신타아제-I(FAS-I)에 의한 C26 포화 직선 체인 지방산의 합성으로 mcolic산의 α-alkyl 분기를 제공한다.
  • 메로미칼레이트 백본을 제공하는 FAS-II에 의한 C56 지방산 합성.
  • 여러 사이클로프로판 동기화에 의한 메로미콜레이트 체인에 기능 그룹 도입.
  • 미콜산을 생성하기 위해 효소 코리네박테리네마이콜레이트 환원효소 A(CmrA)[5]에 의해 최종 감소되기 전에 α-분지와 메로미콜레이트 체인의 폴리케타이드 싱타아제 Pks13에 의해 촉매되는 응축 반응.
  • 항원 85 콤플렉스를 통한 아라비노갈락탄 및 트레할로스와 같은 다른 수용체에 대한 mcolic acid 전달

mcolic acid synthase-I와 지방산 synthase-II 경로는 종종 mtFabH로 지정된 베타-케토아실-(acyl-carrier-단백질) synthase II 효소에 의해 연결된다. 이 효소의 새로운 억제제는 잠재적으로 치료제로 사용될 수 있다.

미콜산은 흥미로운 염증 조절 특성을 보여준다. 실험 천식에서는 천연 미콜산(mycolic acid)에 의해 명확한 허용 유발 반응이 촉진되었다.[6] 그러나 천연 추출물은 화학적으로 이질적이고 염증적이다. 유기적 합성에 의해, 자연 혼합물로부터의 다른 호몰로게이션은 순수한 형태로 얻어지고 생물학적 활동을 시험할 수 있었다. 한 하위계급은 완전히 새로운 형태의 행동을 통해 천식을 아주 잘 억제하는 것으로 증명되었다. 이 화합물들은 현재 추가 조사를 받고 있다. 두 번째 하위 등급은 세포 면역 반응 (Th1과 Th17)을 촉발시켰기 때문에, 이 하위 클래스를 백신 접종을 위한 보조제로 사용하기 위한 연구가 진행 중이다.

분자의 기능 그룹의 변경은 체내 성장의 감쇠로 이어질 수 있기 때문에 정확한 mcolic acid의 구조는 유기체의 활력과 밀접하게 연관되어 있는 것으로 보인다. 또한, mycolic acid 합성을 담당하는 유전자에 돌연변이를 가진 개인은 변형된 코드를 보여준다.

임상 관련성

미콜산 합성을 억제하는 화합물의 니트로-디하이드로-이미다주옥사졸류에서 파생된 신약인 들라만리드(OPC-67683)가 2개월이면 다약 내성 결핵(MDRTB)에서 가래 배양 전환률을 높일 수 있다는 국제 멀티센서 연구가 입증됐다.[7]

로도코커스 sp의 미콜산.

mycolata taxon의 또 다른 멤버인 Rhodoccus 속 멤버들의 mycolic acids는 M. 결핵의 그것과 여러 가지 면에서 다르다. 그들은 기능 그룹을 포함하지 않지만, 그 대신에 여러 개의 불포화 채권을 가질 수 있다. Rhodococcus mycolic acids의 두 가지 다른 프로파일이 존재한다. 첫 번째 원자는 0 또는 1개의 불포화 결합을 가진 28개에서 46개의 탄소 원자를 가지고 있다. 두 번째는 34개에서 54개 사이의 탄소 원자를 가지고 있으며 0개에서 4개 사이의 불포화 결합을 가지고 있다. 수트클리프(1998)는 그것들이 아라비노갈락탄 분자에 의해 세포벽의 나머지 부분과 연결되어 있다고 제안했다.

참조

  1. ^ Lampart, PA (2002). "Cellular impermeability and uptake of biocides and antibiotics in Gram-positive bacteria and mycobacteria". J Appl Microbiol. 92: 46S–54S. doi:10.1046/j.1365-2672.92.5s1.7.x. PMID 12000612. S2CID 24067247.
  2. ^ Takayama, K.; Wang, C.; Besra, G. S. (2005). "Pathway to Synthesis and Processing of Mycolic Acids in Mycobacterium tuberculosis". Clinical Microbiology Reviews. 18 (1): 81–101. doi:10.1128/CMR.18.1.81-101.2005. PMC 544180. PMID 15653820.
  3. ^ Raman, K.; Rajagopalan, P.; Chandra, N. (2005). "Flux Balance Analysis of Mycolic Acid Pathway: Targets for Anti-Tubercular Drugs". PLOS Computational Biology. 1 (5): e46. Bibcode:2005PLSCB...1...46R. doi:10.1371/journal.pcbi.0010046. PMC 1246807. PMID 16261191.
  4. ^ Bhatt, A.; Molle, V.; Besra, G. S.; Jacobs, W. R.; Kremer, L. (2007). "The Mycobacterium tuberculosis FAS-II condensing enzymes: Their role in mycolic acid biosynthesis, acid-fastness, pathogenesis and in future drug development". Molecular Microbiology. 64 (6): 1442–1454. doi:10.1111/j.1365-2958.2007.05761.x. PMID 17555433. S2CID 32586686.
  5. ^ David J, Lea-Smith J; James S. Pyke; Dedreia Tull; Malcolm J. McConville; Ross L. Coppel; Paul K. Crellin (2007). "The Reductase That Catalyzes Mycolic Motif Synthesis Is Required for Efficient Attachment of Mycolic Acids to Arabinogalactan". Journal of Biological Chemistry. 282 (15): 11000–11008. doi:10.1074/jbc.M608686200. PMID 17308303.
  6. ^ Korf, J. E.; Pynaert, G.; Tournoy, K.; Boonefaes, T.; Van Oosterhout, A.; Ginneberge, D.; Haegeman, A.; Verschoor, J. A.; De Baetselier, P.; Grooten, J. (2006). "Macrophage Reprogramming by Mycolic Acid Promotes a Tolerogenic Response in Experimental Asthma". American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 174 (2): 152–160. doi:10.1164/rccm.200507-1175OC. PMID 16675779.
  7. ^ Gler, M. T.; Skripconoka, V.; Sanchez-Garavito, E.; Xiao, H.; Cabrera-Rivero, J. L.; Vargas-Vasquez, D. E.; Gao, M.; Awad, M.; Park, S. K.; Shim, T. S.; Suh, G. Y.; Danilovits, M.; Ogata, H.; Kurve, A.; Chang, J.; Suzuki, K.; Tupasi, T.; Koh, W. J.; Seaworth, B.; Geiter, L. J.; Wells, C. D. (2012). "Delamanid for Multidrug-Resistant Pulmonary Tuberculosis". New England Journal of Medicine. 366 (23): 2151–2160. doi:10.1056/NEJMoa1112433. PMID 22670901.

추가 읽기

외부 링크