stringtranslate.com

pleuromutilina

La pleuromutilina y sus derivados son fármacos antibacterianos que inhiben la síntesis de proteínas en las bacterias al unirse al componente peptidil transferasa de la subunidad 50S de los ribosomas . [1] [2]

Esta clase de antibióticos incluye los medicamentos autorizados lefamulina (para uso sistémico en humanos), retapamulina (aprobada para uso tópico en humanos), valnemulina y tiamulina (aprobada para uso en animales) y el fármaco en investigación azamulina . [ cita necesaria ]

Historia

La pleuromutilina fue descubierta como antibiótico en 1951. [3] [4] Se deriva de los hongos Omphalina mutila (antes Pleurotus mutilus ) y Clitopilus passeckerianus (antes Pleurotus passeckerianus ), [3] y también se ha encontrado en Drosophila subatrata , Clitopilus scyphoides y algunas otras especies de Clitopilus . [5]

Síntesis total

Se ha informado la síntesis total de pleuromutilina. [6] [7] [8] [9]

Biosíntesis

La pleuromutilina pertenece a la clase de metabolitos secundarios conocidos como terpenos , que se producen en los hongos a través de la vía del mevalonato (vía MEP). [10] Su cuello de botella sintético reside en la producción del precursor GGPP y la siguiente formación de la estructura tricíclica, que es catalizada por Pl-cyc , una diterpeno sintasa bifuncional (DTS). Esta ciclasa muestra una nueva actividad DTS de clase II, cataliza la contracción del anillo y la formación de una estructura de anillo 5-6-bicíclica. Específicamente, DTS muestra dos dominios catalíticos distinguibles: por un lado, tiene en la región N-terminal un dominio DTS de clase II, que cataliza una ciclación en cascada, lo que da como resultado un núcleo de decalina . Posteriormente, se producen cambios variables de 1,2 protones y metilo para translocar el carbocatión hacia uno de los dos átomos de C interconectados y este intermedio induce una contracción del anillo catalizada por bases. Por tanto, el DTS de clase II promueve en general una contracción del anillo durante la ciclación de GGPP . Por otro lado, en el extremo C-terminal tiene un dominio DTS de clase I, que cataliza una desfosforilación conjugada, generando el núcleo cíclico de 8 miembros, seguido de un desplazamiento de 1,5 protones y una hidroxilación estereoespecífica para obtener premutilina. [11]

Vía biosintética propuesta de pleuromutilina. [12] [13] La parte izquierda del esquema representa un enfoque biosintético general para el pirofosfato de geranilgeranilo (GGPP). Los siguientes pasos de ciclación al núcleo tricíclico de pleuromutilina serán proporcionados por el dominio terpeno sintasa de clase II y clase I de Pl-cyc . Catalítica final, hidroxilación estereoespecífica en C-11 y C-3 ( Pl-p450-1, Pl-p450-2 ), oxidación regioespecífica del grupo 3-hidroxi a una cetona ( Pl-sdr) , transferencia de grupo acetilo en OH-14 ( Pl-atf) y la hidroxilación final en la posición α-acetilo ( Pl-p450-3 ) conducirán a pleuromutilina. [11]

Además, tres citocromo P450 ( Pl-p450-1, Pl-p450-2 y Pl-p450-3 ) participan en los pasos finales de la vía biosintética de la pleuromutilina. [14] El P450-1 y el P450-2 son esenciales para la hidroxilación de dos estructuras de anillo con respecto al esqueleto de premutilina, oxidándose específicamente en la posición C-11 y C-3, respectivamente. La enzima deshidrogenasa/reductasa de cadena corta ( Pl-sdr ) tiene una actividad regioespecífica y convierte el grupo 3-hidroxi en una cetona, formando la mutilina intermedia . La acetiltransferasa ( Pl-at f) cataliza la transferencia del grupo acetilo a 14-OH de mutilina. Finalmente, Pl-p450-3 hidroxila el grupo α-metilo de la cadena lateral de acetilo generando pleuromutilina. [14] [15]

Referencias

  1. ^ Maffioli, Sonia Ilaria (2013). "Un estudio químico de diferentes clases de antibióticos". En Gualerzi, Claudio O.; Brandi, Letizia; Fabbretti, Attilio; Pon, Cynthia L. (eds.). Antibióticos: objetivos, mecanismos y resistencia . Wiley-VCH. págs. 1–22. doi :10.1002/9783527659685.ch1. ISBN 978-3-527-65968-5. S2CID  11479628.
  2. ^ Eyal Z, Matzov D, Krupkin M, Paukner S, Riedl R, Rozenberg H, Zimmerman E, Bashan A, Yonath A (diciembre de 2016). "Un nuevo compuesto antibacteriano de pleuromutilina, su modo de unión y mecanismo de selectividad". Representante de ciencia . 6(39004): 39004. Código Bib :2016NatSR...639004E. doi : 10.1038/srep39004 . PMC 5154188 . PMID  27958389. 
  3. ^ ab Kavanagh F, Hervey A, Robbins WJ (septiembre de 1951). "Sustancias antibióticas de basidiomicetos: VIII. Pleurotus multilus (Fr.) Sacc. y Pleurotus passeckerianus Pilat". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 37 (9): 570–574. Código bibliográfico : 1951PNAS...37..570K. doi : 10.1073/pnas.37.9.570 . PMC 1063423 . PMID  16589015. 
  4. ^ Novak R, Shlaes DM (febrero de 2010). "Los antibióticos pleuromutilina: una nueva clase para uso humano". Opinión actual sobre medicamentos en investigación . 11 (2): 182–91. PMID  20112168. S2CID  41588014.
  5. ^ Kilaru S, Collins CM, Hartley AJ, Bailey AM, Foster GD (noviembre de 2009). "Establecimiento de herramientas moleculares para la manipulación genética del hongo productor de pleuromutilina Clitopilus passeckerianus". Microbiología Aplicada y Ambiental . 75 (22): 7196–204. Código Bib : 2009ApEnM..75.7196K. doi : 10.1128/AEM.01151-09 . PMC 2786515 . PMID  19767458. S2CID 22127410 .  
  6. ^ Gibbons, E. Grant (1982). "Síntesis total de (±) -pleuromutilina". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 104 (6): 1767-1769. doi :10.1021/ja00370a067. S2CID  102155530.
  7. ^ Boeckman, Robert K.; Springer, Dane M.; Alessi, Thomas R. (1989). "Estudios sintéticos dirigidos a ciclooctanoides naturales. 2. Un ensamblaje estereocontrolado de (±) -pleuromutilina mediante un notable reordenamiento de oxi-Cope estéricamente exigente". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 111 (21): 8284–8286. doi :10.1021/ja00203a043. S2CID  96627402.
  8. ^ Fazakerley Nueva Jersey, Helm MD, Procter DJ (mayo de 2013). "Síntesis total de (+) -pleuromutilina". Química: una revista europea . 19 (21): 6718–23. doi :10.1002/chem.201300968. PMID  23589420. S2CID  46105984.
  9. ^ Murphy SK, Zeng M, Herzon SB (junio de 2017). "Una síntesis modular y enantioselectiva de los antibióticos pleuromutilina". Ciencia . 356 (6341): 956–959. Código Bib : 2017 Ciencia... 356.. 956 M. doi : 10.1126/ciencia.aan0003 . PMC 7001679 . PMID  28572392. S2CID 206658420 .  
  10. ^ Lange BM, Rujan T, Martin W, Croteau R (noviembre de 2000). "Biosíntesis de isoprenoides: la evolución de dos vías antiguas y distintas a través de los genomas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 97 (24): 13172–7. Código bibliográfico : 2000PNAS...9713172M. doi : 10.1073/pnas.240454797 . PMC 27197 . PMID  11078528. 
  11. ^ ab Lin HC, Hewage RT, Lu YC, Chooi YH (enero de 2019). "Biosíntesis de productos naturales bioactivos de Basidiomycota". Química Orgánica y Biomolecular . 17 (5): 1027–1036. doi :10.1039/C8OB02774A. PMID  30608100. S2CID  58661785.
  12. ^ Abedul, AJ; Holzapfel, CW; Rickards, RW (enero de 1966). "La estructura y algunos aspectos de la biosíntesis de pleuromutilina". Tetraedro . 22 : 359–387. doi :10.1016/S0040-4020(01)90949-4.
  13. ^ Arigoni D (1 de enero de 1968). "Algunos estudios en la biosíntesis de terpenos y compuestos relacionados". Química Pura y Aplicada . 17 (3): 331–48. doi : 10.1351/pac196817030331 . PMID  5729285. S2CID  34616923.
  14. ^ ab Alberti F, Khairudin K, Venegas ER, Davies JA, Hayes PM, Willis CL, et al. (noviembre de 2017). "La expresión heteróloga revela la biosíntesis del antibiótico pleuromutilina y genera derivados semisintéticos bioactivos". Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1): 1831. Bibcode : 2017NatCo...8.1831A. doi :10.1038/s41467-017-01659-1. PMC 5705593 . PMID  29184068. 
  15. ^ Bailey AM, Alberti F, Kilaru S, Collins CM, de Mattos-Shipley K, Hartley AJ, et al. (mayo de 2016). "Identificación y manipulación del grupo de genes de pleuromutilina de Clitopilus passeckerianus para aumentar la producción rápida de antibióticos". Informes científicos . 6 (1): 25202. Código bibliográfico : 2016NatSR...625202B. doi :10.1038/srep25202. PMC 4855138 . PMID  27143514. 

Otras lecturas