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Colitis

La colitosa es un 3,6-didesoxiazúcar derivado de la manosa producido por ciertas bacterias. Es un componente del lipopolisacárido . [1] Es el enantiómero de la abequosa .

Papel biológico

La colitosa se encuentra en el antígeno O de ciertas bacterias gramnegativas como Escherichia coli , Yersinia pseudotuberculosis , Salmonella enterica , Vibrio cholerae y en bacterias marinas como Pseudoalteromonas sp . [1] [2] El azúcar se aisló por primera vez en 1958, [3] y posteriormente se sintetizó enzimáticamente en 1962. [4]

Biosíntesis

Ruta de biosíntesis de GDP- L -colitosa. Para mayor claridad, los grupos modificados por el paso enzimático anterior están resaltados en amarillo.

La biosíntesis de la colitosa comienza con ColE, una manosa-1-fosfato guanililtransferasa que cataliza la adición de una fracción GMP a la manosa, produciendo GDP-manosa . En el siguiente paso, ColB, una enzima deshidrogenasa-reductasa de cadena corta dependiente de NADP , cataliza la oxidación en C-4 y la eliminación del grupo hidroxilo en C-6. El producto resultante, GDP-4-ceto-6-desoximanosa, reacciona luego con la enzima GDP-4-ceto-6-desoximanosa-3-deshidratasa (ColD) dependiente de PLP, que elimina el hidroxilo en C-3 de una manera similar a la de la serina deshidratasa . En el paso final, el producto de ColD, GDP-4-ceto-3,6-didesoximanosa, reacciona con ColC, que reduce la funcionalidad de cetona en C-4 a un alcohol e invierte la configuración alrededor de C-5. [5]

El producto resultante, GDP- L- colitosa, se incorpora luego al antígeno O mediante glicosiltransferasas y proteínas procesadoras del antígeno O. Otras reacciones unen el antígeno O al polisacárido central para formar el lipopolisacárido completo .

GDP-4-ceto-6-desoximanosa-3-deshidratasa (ColD)

ColD es una enzima dependiente de PLP responsable de la eliminación del grupo hidroxilo C-3' durante la biosíntesis de GDP-colitosa. [5] Es un producto de los genes Wbdk o ColD en Escherichia coli O55 o Salmonella enterica , respectivamente, y se conoce comúnmente como ColD. [1]

Uso en biotecnología

Aunque el azúcar es relativamente raro, trabajos recientes con glicosiltransferasas sugieren que azúcares desconocidos como la colitosa pueden incorporarse a estructuras de productos naturales existentes, construyendo así compuestos nuevos y potencialmente terapéuticos. [6]

Referencias

  1. ^ abc Samuel G, Reeves P (noviembre de 2003). "Biosíntesis de antígenos O: genes y vías implicadas en la síntesis de precursores de azúcares nucleótidos y ensamblaje de antígenos O". Investigación de carbohidratos . 338 (23): 2503–19. doi :10.1016/j.carres.2003.07.009. PMID  14670712.
  2. ^ Muldoon J, Perepelov AV, Shashkov AS, et al. (junio de 2001). "Estructura de un polisacárido específico de O que contiene colitosa de la bacteria marina Pseudoalteromonas tetraodonis IAM 14160(T)". Investigación de carbohidratos . 333 (1): 41–6. doi :10.1016/S0008-6215(01)00121-5. PMID  11423109.
  3. ^ Luderitz O, Staub AM, Stirm S, Westphal O (1958). "[Colitosa, 3-desoxi-L-fucosa, un nuevo bloque de construcción de azúcar con funciones inmunoespecíficas en las endotoxinas, lipopolisacáridos, de algunas bacterias gramnegativas.]". Biochemische Zeitschrift (en alemán). 330 (3): 193–7. PMID  13546193.
  4. ^ Heath EC, ELBEIN AD (julio de 1962). "La síntesis enzimática de guanosina difosfato colitosa por una cepa mutante de Escherichia coli". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 48 (7): 1209–16. doi : 10.1073/pnas.48.7.1209 . PMC 220934 . PMID  13905784. 
  5. ^ ab Alam J, Beyer N, Liu HW (diciembre de 2004). "Biosíntesis de la colitosa: expresión, purificación y caracterización mecanicista de la GDP-4-ceto-6-desoxi-D-manosa-3-deshidrasa (ColD) y la GDP-L-colitosa sintasa (ColC)". Bioquímica . 43 (51): 16450–60. doi :10.1021/bi0483763. PMID  15610039.
  6. ^ Zhang C, Griffith BR, Fu Q, et al. (septiembre de 2006). "Explotación de la reversibilidad de las reacciones catalizadas por glicosiltransferasas de productos naturales". Science . 313 (5791): 1291–4. doi :10.1126/science.1130028. PMID  16946071. S2CID  38072017.