Enterobactina
L'enterobactina (també anomenada enteroquelina) és un sideròfor d'alta afinitat que adquireix ferro per als sistemes microbians. És principalment trobat en bacteris gramnegatius, com Escherichia coli i Salmonella typhimurium.[1]
| Substància química | tipus d'entitat química  |
|---|---|
| Massa molecular | 669,144 Da |
| Trobat en el tàxon | |
| Rol | Sideròfor |
| Estructura química | |
| Fórmula química | C₃₀H₂₇N₃O₁₅ |
 | |
| SMILES canònic | Model 2D C1C(C(=O)OCC(C(=O)OCC(C(=O)O1)NC(=O)C2=C(C(=CC=C2)O)O)NC(=O)C3=C(C(=CC=C3)O)O)NC(=O)C4=C(C(=CC=C4)O)O
|
| SMILES isomèric | C1[C@@H](C(=O)OC[C@@H](C(=O)OC[C@@H](C(=O)O1)NC(=O)C2=C(C(=CC=C2)O)O)NC(=O)C3=C(C(=CC=C3)O)O)NC(=O)C4=C(C(=CC=C4)O)O
|
| Identificador InChI | Model 3D |
L'enterobactina és el sideròfor més fort que es coneix, enllaça l'ió fèrric (Fe3+) amb afinitat K = 1052 M−1.[2] Aquest valor és notablement més gran que fins i tot el d'alguns quelats sintètics, com l'EDTA (Kf,Fe3+ ~ 1025 M−1).[3] A causa de la seva afinitat alta, l'enterobactina és capaç de quelar fins i tot en entorns on la concentració d'ió fèrric roman molt baixa, com ara en els ésser vius. L'enterobactina pot extreure ferro fins i tot de l'aire. Els bacteris patògens poden obtenir ferro d'altres organismes mitjançant aquest sideròfor, fins i tot encara que la concentració de ferro sigui extremadament baixa, com és habitual, a causa de la toxicitat del ferro lliure.
Estructura i biosíntesi modifica
L'àcid corismic, un precursor d'aminoàcids aromàtics, és convertit a 2,3-àcid dihidroxibenzoic (DHB) mitjançant una sèrie d'enzims, EntA, EntB i EntC. Un enllaç amida del DHB a la L-serina és llavors catalitzat per EntD, EntE, EntF i EntB. Tres molècules de DHB-Ser experimentar una ciclació intermolecular, formant enterobactina.[4] Tot i que es poden formar un cert nombre de estereoisòmers a causa de la qiralitat de la serina, només l'isòmer Δ-cis és metabòlicament actiu.[3] La primera estructura tridimensional de l'enterobactina enllaçada formant un complex amb un metall va ser determinat per l'enllaç amb el vanadi(IV).[5]
Mecanisme modifica
La deficiència de ferro en les cèl·lules bacterianes provoca la secreció d'enterobactina a l'entorn extracellular, causant la formació d'un complex de coordinació "FeEnt" en el qual l'ió fèrric és quelat a la base conjugada de l'enterobactina. En Escherichia coli, la proteïna FepA de la membrana exterior permet llavors l'entrada de FeEnt a l'espai periplasmàtic bacterià. FepB,C,D i G participen en el transport de FeEnt a través de la membrana interior mitjançant un transportador ABC.[4]
Degut a l'extremadament alta afinitat del ferro per l'enterobactina, és necessari escindir el complex FeEnt amb ferrienterobactina esterasa per tal d'obtenir el ferro. Aquesta degradació produeix tres 2,3-dihidroxibenzoil-L-serines. La reducció del ferro (Fe3+ a Fe2+) ocorre conjuntament amb aquesta escissió, però cap enzim reductasa del FeEnt ha estat identificat, i el mecanisme per aquest procés és bastant incert.[6] El potencial de reducció pel complex Fe3+/Fe2+–enterobactina és dependent del pH i varia de −0.57 V (vs NHE) a pH 6 a −0.79 V a pH 7.4 a −0.99 a pH>10.4.[7]
Història modifica
L'enterobactina va ser descoberta pels grups de recerca de F. Gibson i J. B. Neilands l'any 1970.[8][9] Aquests estudis inicials van establir-ne l'estructura i la seva relació amb l'àcid 2,3-dihidroxibenzoic.
Referències modifica
- ↑ Dertz, Emily A., Jide Xu, Alain Stintzi, and Kenneth N. Raymond «Bacillibactin-Mediated Iron Transport in Bacillus Subtilis». J. Am. Chem. Soc., vol. 128, 1, 2006, pàg. 22–23. DOI: 10.1021/ja055898c. PMID: 16390102.
- ↑ «Ferric Ion Sequestering Agents. 2. Kinetics and Mechanism of Iron Removal From Transferrin by Enterobactin and Synthetic Tricatechols». J. Am. Chem. Soc., vol. 101, 18, 1979, pàg. 5401–5404. DOI: 10.1021/ja00512a047.
- ↑ 3,0 3,1 Walsh, Christopher T., Jun Liu, Frank Rusnak, and Masahiro Sakaitani «Molecular Studies on Enzymes in Chorismate Metabolism and the Enterobactin Biosynthetic Pathway». Chemical Reviews, vol. 90, 7, 1990, pàg. 1105–1129. DOI: 10.1021/cr00105a003.
- ↑ 4,0 4,1 Raymond, Kenneth N., Emily A. Dertz, and Sanggoo S. Kim «Enterobactin: An archetype for microbial iron transport». Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 100, 7, 2003, pàg. 3584–3588. DOI: 10.1073/pnas.0630018100. PMC: 152965. PMID: 12655062.
- ↑ «The First Structural Characterization of A Metal-Enterobactin Complex: [V(enterobactin)]2-». Angewandte Chemie International Edition in English, vol. 31, 4, 1992, pàg. 466–468. DOI: 10.1002/anie.199204661.
- ↑ Ward, Thomas R., Andreas Lutz, Serge P. Parel, Jurgen Eusling, Philipp Gutlich, Peter Buglyo, and Chris Orvig «An Iron-Based Molecular Redox Switch as a Model for Iron Release From Enterobactin Via the Salicylate Binding Mode». Inorg. Chem., vol. 38, 22, 1999, pàg. 5007–5017. DOI: 10.1021/ic990225e. PMID: 11671244.
- ↑ Lee, Chi Woo; Ecker, David J.; Raymond, Kenneth N. «Coordination chemistry of microbial iron transport compounds. 34. The pH-dependent reduction of ferric enterobactin probed by electrochemical methods and its implications for microbial iron transport». J. Am. Chem. Soc., vol. 107, 24, 1985, pàg. 6920–6923. DOI: 10.1021/ja00310a030.
- ↑ «Biologically active compounds containing 2,3-dihydroxybenzoic acid and serine formed by Escherichia coli». Biochim Biophys Acta, vol. 201, 3, 1970, pàg. 453–60. DOI: 10.1016/0304-4165(70)90165-0. PMID: 4908639.
- ↑ J.R. Pollack, J.B. Neilands, Enterobactin, an iron transport compound from Salmonella typhimurium, Biochemical and Biophysical Research Communications, Volume 38, Issue 5, 12 March 1970, Pages 989-992, doi:10.1016/0006-291X(70)90819-3.