폴리케티드

Polyketide

폴리케티드는 교대 케톤(또는 환원된 형태의 케톤)과 메틸렌기(-CO-CH-2)[1]로 구성된 전구체 분자로부터 파생된 천연물의 한 종류이다.20세기 초에 처음 연구된 폴리케티드의 발견, 생합성, 응용이 진화했다.지방산 합성과 유사한 복잡한 생합성에 의해 야기되는 크고 다양한 2차 대사물 그룹이다.이러한 다양성 때문에, 폴리케티드는 다양한 의약, 농업, 그리고 산업적 응용을 할 수 있습니다.많은 폴리케티드는 약효가 있거나 급성 독성을 보인다.생명공학은 보다 자연적으로 발생하는 폴리케티드의 발견과 신규 또는 개선된 생체활성을 가진 새로운 폴리케티드의 진화를 가능하게 했다.

역사

다양한 식물과 유기체에 의해 자연적으로 생성된 폴리케티드는 19세기와 20세기에 그것들에 대한 연구가 시작되기 이전부터 사람에 의해 사용되어 왔다.1893년 J. Norman Collie는 탈수산을 수산화 바륨으로 가열하여 검출 가능한 양의 오르시놀을 합성하여 피론 고리가 트리케타이드로 [2]열리게 했습니다.1903년 트리케톤 폴리케타이드 중간체에 대한 콜리의 추가 연구는 폴리케타이드라는 용어를 [3]결합하는 여러 케톤기를 가진 화합물 사이에서 응축이 발생하는 것을 주목했다.

폴리케티드 중간체로부터의 오르셀린산 생합성.

폴리케티드의 생합성은 1955년이 되어서야 [4]이해되었다.Arthur Birch는 아세테이트 내 탄소의 방사성 동위원소 라벨을 사용하여 페니실륨 패텀에서 2-히드록시-6-메틸벤조산의 생합성을 추적하고 아세트산의 머리-꼬리 결합을 입증하여 폴리케티드를 [5]형성하였다.1980년대와 1990년대에, 유전학의 발전은 생합성을 [4]이해하기 위해 폴리케티드와 관련된 유전자를 분리하는 것을 가능하게 했다.

검출

Polyketides 박테리아, 곰팡이, 식물, 그리고 특정한 해양 생물에서 생산될 수 있다.[6]자연적으로 발생하는 polyketides의 초기 발견 이 혼합물이 특정 생물 유기 화학 정제 방법 대 생물 작용 스크린의 기반 위에서 사용에 의해 분비되는 격리가 포함되었다.[7]나중에 기술 유전자의 격리와 유전자를 생합성 이해하기 위해heterolygous 표현 것을 감안했습니다.[8]게다가, 생명 공학에 더 훌륭한 진보 metagenomics 그리고 게놈 광산의 사용을 위해 새로운 polyketides 알려진 polyketides과 비슷한 효소들을 사용할 수 있게 되었다.[9]

Biosynthesis

Polyketides는 진핵 지방산 합성 효소를 다 효소로 이루어진. 폴리 펩티드지만 종종 훨씬 크다 합성되기 때문.[4]그들은 플러스acyl-carrier 도메인 효소 단위의 반복적인 방법에서는 polyketides의 더 이질적 형식을 생성할(지방산 합성에로), 또는 순차적인 방식으로 같은 elongation/modification면서 기능할 수 있는 분류 포함한다.[10]

카민산.의 Biosynthesis

Polyketide Synthase(PKS)

Polyketides 폴리케 티드계 synthases으로 이루어진다.코어는 생합성은 시동기 단위의 단계적 응축한 익스텐더 단위(양쪽 말로닐 코에이 또는 메틸 말로닐 CoA)과(일반적으로 또는 propionyl-CoA acetyl-CoA)을 포함한다.그 축합 반응은 망원 렌즈 장치의 카르복시 이탈에 의해, 그리고 이산화 탄소를 발표한beta-keto 기능 그룹의 동반된다.[10]첫번째 축합 수익률은acetoacetyl 그룹, diketide.마친 뒤 응집 수량 triketides, tetraketide, etc.[11].다른 선발대 coezyme에 첨부된 시 isobutyrate,cyclohexanecarboxylate, malonate고, 벤조 산.[12]

PKSs 있multi-domain 효소나 enzyme 다양한 도메인으로 구성된 복잡합니다.그 폴리케 티드계 체인 업체들이 최소 폴리케 티드계 합성 효소(는 선발 단위의 단계적 압축과 체질에 아실기 전이 효소와 ketosynthase 단위로 구성되)에 의해 생산된 거의 변함 없이 완화된 것이다.[13]당시 수산기(한 ketoreductase을 통해), olefin(는 탈수 효소를 통해), 또는 메틸렌(한 enoylreductase을 통해)에 카르보닐 그룹을 줄이도메인의 다른 조합이 포함된 각 폴리케 티드계 synthases 각 폴리케 티드계 체인에 독특하다.[14]

폴리케티드 골격 생합성 종료도 다를 수 있다.때로는 티오에스테라아제를 동반하여 티오에스테라아제가 티오에스테라아제에 수분을 공급하여 선형 폴리케타이드 골격은 티오에스테라아제이다.그러나 물이 활성 부위에 도달하지 못하면 수화 반응이 일어나지 않으며, 분자 내 반응이 거시환 폴리케티드를 생성할 가능성이 높다.또 다른 가능성은 티오에스테라아제 [15]도움 없이 자연 가수분해이다.

맞춤 후 효소

또한 폴리케티드 발판을 가능한 한 변경할 수 있다.여기에는 글루코실전달효소를 통한 글리코실화 또는 모노옥시게나제를 [16]통한 산화가 포함될 수 있다.마찬가지로, 고리화 및 방향족화는 고리화효소를 통해 도입될 수 있으며, 때로는 폴리케티드의 [17]에놀 호변이체에 의해 진행되기도 한다.이 효소들은 폴리케티드 합성효소 영역의 일부가 아니다.대신, 그들은 폴리케티드 합성효소 [18]유전자와 가까운 게놈의 유전자 클러스터에서 발견됩니다.

분류

폴리케티드는 구조적으로 다양한 [19]과이다.폴리케티드는 아로마틱스, 마크로락톤/마크로라이드, 데칼린환 함유, 폴리에테르 및 [15]폴리엔을 포함한 다양한 하위 분류가 있습니다.

폴리케타이드 합성효소도 크게 세 가지로 나뉜다.Type I PKS(흔히 매크로코드, 폴리에테르 및 폴리엔을 생성하는 다모듈성 메가시스), Type II PKS(반복작용을 하는 분해효소, 종종 방향족 분자를 생성함) 및 Type III PKS(칼콘 합성효소 유사 PKS,[20] 작은 방향족 분자를 생성함).

이러한 아류 외에도 비리보솜 펩타이드(하이브리드 NRP-PK 및 PK-NRP)와 교배된 폴리케티드가 존재한다.비리보솜펩타이드 조립 라인은 폴리케타아제에서 사용되는 것과 유사한 캐리어 단백질을 사용하기 때문에 두 시스템의 수렴은 하이브리드를 형성하도록 진화하여 골격 구조에서 질소를 포함한 폴리펩타이드와 아미노산에서 [21]발견되는 것과 유사한 복합 기능군을 생성했다.

적용들

폴리케티드 항생제,[22] 항진균제,[23] 세포진균제,[24] 항콜레스테름제,[25] 구충제,[23] 콕시디오스타트, 동물성장촉진제 및 천연 살충제가[26] 상업적으로 사용되고 있다.

메디컬

10,000개 이상의 알려진 폴리케티드가 있으며, 이 중 1%는 약물 [27]활성 가능성을 가진 것으로 알려져 있다.

예

농업

Polyketides 작물 보호를 위해 살충제로 쓰일 수 있습니다.[30]

예

  • 살충제는
    • Spinosad 또는 spinosyn(살충제).
    • 아버멕틴
    • polynactins
    • tetramycin

산업의

폴리케티드는 색소[31] 침착 및 식이 플라보노이드와 [32]같은 산업 목적으로 사용될 수 있습니다.

예

생명공학

단백질 공학은 자연에서 발견되지 않는 폴리케티드를 만들 수 있는 길을 열어주었다.예를 들어 PKS의 모듈러 특성에 따라 도메인을 치환, 추가 또는 삭제할 수 있습니다.조립 라인에 다양성을 도입하면 생물 활성 또는 새로운 생물 [21]활성과 함께 새로운 폴리케티드를 발견할 수 있습니다.

게다가, 게놈 채굴의 사용은 새로운 천연 폴리케티드와 그 조립 [9]라인을 발견할 수 있게 해준다.

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레퍼런스

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