표시아닌

Pyocyanin
표시아닌[1]
Structural formula of pyocyanin
Space-filling model of the pyocyanin molecule
이름
선호 IUPAC 이름
5-메틸프나진-1(5H)-1-1
기타 이름
표시아닌; 표시아닌; 5-메틸-1(5H)-페나지논; 사나신; 사나진
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
켐벨
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.213.248 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 687-347-7
케그
메슈 D011710
펍켐 CID
유니
  • InChi=1S/C13H10N2O/c1-15-6-6-3-5-9(10)14-11(15)7-4-8-12(13)16/h2-8H,1H3
    키: YNCMLFHHXWETLD-UHFFFAOYSA-N
  • InChi=1/C13H10N2O/c1-15-10-6-6-3-5-9(10)14-13-11(15)7-4-8-12(13)16/h2-8H,1H3
    키: YNCMLFHHXWETLD-UHFFFAOYAI
  • CN1C2=CC=CC=C2N=C3C1=CC3=O
특성.
C13H10N2O
어금질량 210.107 g·messages−1
외관 고체
위험
GHS 라벨 표시:
GHS05: CorrosiveGHS07: Exclamation mark
위험
H302, H318
P264, P270, P280, P301+P312, P305+P351+P338, P310, P330, P501
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
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Infobox 참조 자료

표시아닌(PCN−)은 그램 음성 박테리아 녹농균에 의해 생성되고 분비되는 많은 독소 중 하나이다.표시아닌은 푸른색의 2차 대사물로 다른 분자를[2] 산화·감소할 수 있어 P. 에어로기노사는 물론 P. 에어로기노사가 낭포성 섬유증 동안 감염시킨 폐의 포유류 세포와 경쟁하는 미생물들을 죽인다.피오시아닌은 혈액 pH에서 zwitterion이기 때문에 세포막을 쉽게 건널 수 있다.피오시아닌이 존재할 수 있는 상태는 산화된 상태, 단발적으로 감소된 상태 또는 분극적으로 감소된 상태 등 세 가지다.미토콘드리아는 리독스 주 사이의 표시아닌 순환에 중요한 역할을 한다.그것의 redox-active 특성 때문에, 표시아닌은 활성산소를 생성한다.null

합성

피오시아닌이 P. 에어로기노사에 의해 합성되려면 두 개의 특정 유전자가 기능해야 한다.MvfR은 phnAB 유전자를 활성화시키는 전사 인자를 생성하는 유전자다.이 유전자들은 키놀론 분자를 생성하는데, 이 분자는 페나진 합성의 핵심인 pzRABCDEFG의 1과 2의 피연산자를 조절한다.[3]표시아닌의 합성은 주로 정족수 감지 프로세스에 의해 제어된다.피오시아닌을 합성할 수 없는 피에루기노사 변종은 피오시아닌을 생산할 수 있는 야생형 변종과 폐를 공동감염시켰다면 여전히 그 효과의 혜택을 볼 수 있다.[4]생합성은 식생으로부터 초리스마산의 합성을 담당하는 아로 통로를 방해함으로써 손상될 수 있다.[5]초리스마산은 표시아닌의 전구체다.null

시킴산 → 초리스마산 → 페나진-1-carboxylic acid → 5-methylphezine-1-carboxylic acid betaine → 표시아닌[6]

P. 에어로기노사의 완전한 맹독성은 표시아닌이 생산될 때만 경험할 수 있다.[7]null

레독스전

표시아닌은 효소 자체를 직접 겨냥할 뿐 아니라 유전자의 전사를 줄임으로써 카탈로니아를 무효화시킨다.글루타티온느는 표시아닌에 의해 조절된 중요한 항산화 물질이다.[8]특히 감소된 형태의 풀은 고갈되고 산화된 형태는 과산화수소에 의해 촉진되며, 이는 카탈라아제에 의해 분해되지 않는다.낭포성 섬유화 폐에서 세포내 피오시아닌은 NADP를 NADP로+ 산화시켜 분자 산소를 과산화질소 자유 래디컬로 변환시킨다.이것은 폐에 두 배로 부정적인 영향을 미친다.첫째로, 표시아닌에 의해 사용되는 NADPH는 NADPH 산화효소에 의해 촉매되는 반응에 이용 가능한 기질을 제거한다.둘째로, 과산화질소가 생성되는 과산화질소는 대개 NADPH 산화효소를 상향 조절하는 IL-4, IL-13, IFN-matrix와 같은 사이토카인을 억제할 수 있다.폐가 표시아닌과 맞닥뜨렸을 때, 생성되는 활성산소의 보습을 처리하기 위해 카탈라아제와 과산화수소 디퓨타아제의 농도가 증가하는 것을 볼 수 있다.[9]null

대상

표시아닌은 광범위한 세포 구성 요소와 경로를 타깃으로 할 수 있다.표시아닌의 영향을 받는 경로로는 전자전달망, 배관운반, 세포성장 등이 있다.표시아닌에 대한 향상된 민감성은 특정 돌연변이 단백질이나 복합체를 가진 세포에서 나타난다.V-ATPase 합성 및 조립,[10] Vesicle 이송 기계, 단백질 분류 기계에 영향을 미치는 유전자의 돌연변이는 모두 표시아닌에 대한 민감도를 증가시켜 낭포성 섬유증에 대한 환자들의 영향을 더욱 강화시킨다.효모세포의 Vacuolar-ATPase는 ATP의 주요 비 미토콘드리아 산물이지만 칼슘 동종 제어, 수용체 매개 내포증의 촉진 및 단백질 저하와 같은 많은 다른 기능을 가지고 있기 때문에 특히 강력한 표적이다.따라서 표시아닌이 생산하는 과산화수소에 의한 vacuolar-ATPase 불활성화는 폐에 큰 영향을 미친다.이러한 효과에 더하여, 또 다른 표적은 카스파아제 3 유사 프로테아제인데, 이 프로테아제는 계속해서 사멸과 괴사를 일으킬 수 있다.미토콘드리아 전자 운반체는 유비쿼시논과 니코틴산도 표시아닌에 취약하다.[11]세포 주기는 표시아닌의 작용에 의해 교란될 수 있으며, 림프구의 증식을 방해할 수 있다.[12]이는 과산화수소와 과산화수소와 같은 활성산소 매개체의 생성에 의해 이루어지는데, 이는 DNA를 직접 손상시키거나 DNA 재조합 및 수리 기계와 같은 세포 주기의 다른 성분을 대상으로 하여 산화적 스트레스를 유발한다.표시아닌은 α-프로테아제1 억제제를 비활성화함으로써 프로테아제 및 항정신병효소 활성의 불균형에 기여한다.null

낭포성 섬유증

많은 연구에서 표시아닌이 낭포성 섬유증에 대한 경멸적인 효과를 가지고 있다는 결론을 내렸다. 이는 P. 에어로기노사가 낭포성 섬유화 폐에서 지속할 수 있게 한다; 그것은 종종 낭포성 섬유화 환자의 가래에서 발견된다.표시아닌 체외는 담도박동 등의 기능을 방해하는 기능을 갖고 있어 목구멍으로 점액을 쓸어올리기 위해 담도가 필요하기 때문에 상피기능 장애를 일으킨다.[13]또한 중성미자 세포사멸,[14] B-림프세포에서의 면역글로불린 방출, 인터루킨 방출(예: IL-8[15], CCL5)은 모두 표시아닌에 의해 손상되어 폐의 면역체계를 약화시킨다.체내 연구에서는 균의 성장이 표시아닌의 존재에서 억제된다는 것이 밝혀졌다.[16]살균 메커니즘은 NAD(P)H가 활성산소 매개체를 생성하는 리독스 활성 캐스케이드를 유도하는 것이다.이것은 P. 에어로기노사가 낭포성 섬유화 폐에 있는 다른 미생물에 비해 우위를 차지할 수 있기 때문에 경쟁 우위를 가질 수 있게 해준다.또한 세포내 ATP의 ATP 농도는 표시아닌에 의해 감소되어 낭포성 섬유증에 이미 손상된 CFTR에 더 많은 손상을 입힌다.CFTR 채널은 두 가지 주요 목적을 위해 ATP에 의존한다.첫째로, ATP의 결합과 가수 분해는 두 개의 뉴클레오티드 결합 영역에서 발생해야 채널이 개방과 폐쇄 순응 사이에서 이동한다.[17]둘째, 채널이 작동하기 위해서는 단백질 키나제 A II에 의한 CFTR의 인산화 작용이 일어나야 한다.PKA II는 ATP로부터 생산된 cAMP에 의해 활성화된다.이 두 공정 모두 표시아닌에 의해 ATP가 고갈되면 손상된다.null

표시아닌 방어

선충은 세포내 피오시아닌을 에너지에 의존하여 효과적으로 돌출시킬 수 있는 pgp-1과 pgp-2라는 두 개의 특정 ABC 전달체를 가지고 있다.[18]null

생합성

녹농균에서 나오는 표시아닌의 생합성.다음 효소 단계에서 적색으로 색칠된 하이드로겐.

표시아닌 생합성은 페나진-1-카르복실산(PCA) 코어의 합성으로부터 시작된다.[19]이 반응에서 PzE 효소는 초리스마산의 C4에서 히드록실 그룹의 상실을 촉진하고 글루타민에서 글루타민산을 형성하는 아민 그룹과 2-아미노-2-데소시이소코르산(ADIC)으로 아민 그룹의 전달을 촉진한다.[20]이에 따라 PhzD는 ADIC에서 화농산성분해효소(Hydroxy-1,3-사이클로헥사디브-1-카복실산)를 형성하기 위해 가수 분해 촉매를 촉진한다.[20]다음 단계에서 PhzF는 DHHA의 C3에서 수소의 추상화, 이중 결합 시스템의 탈칼로리화, C1에서의 재조직화, 에놀 태토머화 등 2단계를 촉매하여 매우 불안정한 6-amino-5-oxycloxyclox-2-ene-1-carboxylic acid(AOHC)를 형성한다.[20]여기서부터 AOCHC의 두 분자는 PhzB에 의해 응축되어 삼순환 화합물인 헥사히드롭나진-1,6-디카르복실산(HHHPDC)을 형성한다.[20]이 반응의 산물인 HHPDC는 불안정하며 분석되지 않은 반응에서 산화 데카복시화를 거쳐 테트라히드롭나진-1,6-카복시산(THPCA)을 형성한다.[20]페나진-1-카복실산 합성의 마지막 단계에서, 효소 PhzG는 THPCA의 디하이드로-페나진-1-카복실산에 대한 산화를 촉진한다.[20]이것은 PCA 생산의 마지막 촉매 단계이며, 마지막 단계는 DHPCA에서 PCA로 분석되지 않은 산화 과정이다.[20]The conversion of PCA to Pyocyanin is achieved in two enzymatic steps: firstly, PCA is methylated on N5 to 5-methylphenazine-1-carboxylate betaine by the enzyme PhzM using the cofactor S-adenosyl-L-methionine and secondly, PhzS catalyzes the hydroxylative decarboxylation of this substrate to form the final product, Pyocyanin.[19]null

참고 항목

참조

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외부 링크