Феррихром
Cтраница 2
 |
Пути, посредством которых биосинтезируются атомы, связывающие металл, в фенолятных ( вверху и гидроксаматных ( внизу деферрисидерохромах. [16] |
К сожалению, очень мало известно о метаболизме и раопаде сидерохромов. Почвенные микроорганизмы Pseudomonas Fc-1 способны расти на феррихромах как на единственном источнике углерода и азота. Железо можно заменить алюминием, но деметаллированные соединения не расщепляются. [17]
Растворы, содержащие 2 / 3 моля соли Fe ( III) на 1 моль соединения VI, ведут себя как полиядерные комплексы, молекулярная масса которых составляет несколько тысяч. По-видимому, родоторулиевая кислота претерпевает такой же путь биосинтетических превращений, как и феррихром. [18]
 |
Фенолятные ( внизу и гидроксаматные ( вверху комплексы железа ( III, найденные в микробных железотранспортирующих соединениях. [19] |
В настоящее время мы различаем два главных типа сидеро-хромов-феноляты и гидроксаматы. Вещества, ближе других связанные с метаболизмом железа, представлены энтеро-бактином ( I) [2] и феррихромом ( Va) [3], относящимися соответственно к фенолятной и тидроксаматной сериям; их молекулы содержат по 6 атомов кислорода каждая. Кроме того, здесь будет описан ряд соединений, которые, как полагают, также участвуют в транспорте железа, но содержат меньше шести связующих атомов в молекуле; но главное внимание будет уделено системам типа энтеробактина и феррихрома. [20]
Из фенолятпроизводных только энтеробактин ( I) не был синтезирован химически. Теперь полезно рассмотреть, насколько структура этих довольно полно изученных соединений соответствует их биологической функции, иллюстрируемой рис. 5.1. Первоначальное предположение о том, что феррихром ( Va) [18] и итоевая кислота ( IV) [19] действуют как агенты, переносящие железо, в значительной мере основывалось на том факте, что комплексы железа ( III) чрезвычайно стабильны ( константа образования - 1030), в то время как аналогичные комплексы железа ( II) сравнительно неустойчивы. Эти данные подтверждают механизм, предполагающий освобождение железа в ходе реакции, и в то же время исключают возможность переноса электрона в процессе окисления-восстановления центрального иона металла. Было установлено, что продукты, образовавшиеся лри недостатке железа, должны иметь в клетке определенные эволюционные преимущества, и это также согласуется с тем, что оба соединения - и феррихром ( Va) и итоевая кислота ( IV) - действуют как агенты, переносящие железо. Как показал Эмери [21], феррихром играет роль непосредственного переносчика железа в U. Наконец, роль природного гидроксамата железа ( III) как переносчика железа может быть сопоставлена с экспериментами по выявлению его антагонизма токсичности родственных ему антибиотиков класса сидерохромов. Так, сидерохромы, активные как факторы роста, блокируют проникновение таких антибиотиков в клетки Staphylococcus aureus [24]; по-видимому, механизм этого процесса - конкуренция с транспортной системой такого же типа. [21]
Наиболее изученный ряд циклических гексапептидов составляют железосодержащие метаболиты класса сидерохромов. Эта тема отражена в обзорах [124, 125], ниже рассмотрены лишь основные данные по структуре и свойствам. Феррихром ( 82) был впервые выделен ж25 лет назад, и показано, что он является важным фактором микробного роста. [22]
Характерной структурной особенностью семейства феррихрома является то, что все его члены - циклические гексапептиды, содержащие трипептид из б - Ы - ацил-ь - б - М - оксиорнитина и трипеп-тид, состоящий из маленьких нейтральных аминокислот. Последний может быть построен либо из одного глицина, серина или аланина, либо из некоторой определенной комбинации этих ами-нокислот. Так, феррихром ( Va) содержит триглицин, в то время как альбомицин ( Уи-Ул) состоит из трисерина. [23]
На основании этого и других фактов выдвинуто предположение, что эти соединения действуют в аэробных микроорганизмах как агенты клеточного переноса железа. Место, связывающее железо, образовано тремя остатками ацилированного УУ-гйдроксиорнитина, включенными в циклический гексапептид. Свободные от металла пептиды рассматриваются как феррихромы без железа; они способны также к образованию комплексов с другими металлами. [24]
Практически все аэробные и случайно аэробные микроорганизмы, которые были исследованы, будь-то бактерии, дрожжи или грибы, имеют транспортную систему для железа или нуждаются в ней. Эта система содержит, во-первых, специфический низкомолекулярный носитель для иона Fe ( III) ( сидерохром) фенолятного типа ( энтеробактин) или гид-роксаматного типа ( феррихром) и, во-вторых, связанный с клеткой активный транспортный механизм для введения специфического сидерохрома. [25]
 |
Фенолятные ( внизу и гидроксаматные ( вверху комплексы железа ( III, найденные в микробных железотранспортирующих соединениях. [26] |
В настоящее время мы различаем два главных типа сидеро-хромов-феноляты и гидроксаматы. Вещества, ближе других связанные с метаболизмом железа, представлены энтеро-бактином ( I) [2] и феррихромом ( Va) [3], относящимися соответственно к фенолятной и тидроксаматной сериям; их молекулы содержат по 6 атомов кислорода каждая. Кроме того, здесь будет описан ряд соединений, которые, как полагают, также участвуют в транспорте железа, но содержат меньше шести связующих атомов в молекуле; но главное внимание будет уделено системам типа энтеробактина и феррихрома. [27]
Циклические пентапептиды представлены семействами малоформинов, виомицина, туберактиномицина и кап-реомицина. В ряду циклических гексапептидов наиболее изучена группа железосодержащих метаболитов класса сидерохро-мов. На примере феррихрома показано, что он является важным фактором микробного роста. [28]
Многие грибы для той же цели образуют феррихромы; их относят к гидроксаматным сидерофорам. Они тоже выделяются из клетки в виде не содержащих железо соединений, связывают в питательной среде железо и в виде феррихро-мов снова поглощаются. В клетке железо восстанавливается до Fe2, к которому феррихромы имеют лишь незначительное сродство и поэтому, освобождают его. [29]
Из фенолятпроизводных только энтеробактин ( I) не был синтезирован химически. Теперь полезно рассмотреть, насколько структура этих довольно полно изученных соединений соответствует их биологической функции, иллюстрируемой рис. 5.1. Первоначальное предположение о том, что феррихром ( Va) [18] и итоевая кислота ( IV) [19] действуют как агенты, переносящие железо, в значительной мере основывалось на том факте, что комплексы железа ( III) чрезвычайно стабильны ( константа образования - 1030), в то время как аналогичные комплексы железа ( II) сравнительно неустойчивы. Эти данные подтверждают механизм, предполагающий освобождение железа в ходе реакции, и в то же время исключают возможность переноса электрона в процессе окисления-восстановления центрального иона металла. Было установлено, что продукты, образовавшиеся лри недостатке железа, должны иметь в клетке определенные эволюционные преимущества, и это также согласуется с тем, что оба соединения - и феррихром ( Va) и итоевая кислота ( IV) - действуют как агенты, переносящие железо. Как показал Эмери [21], феррихром играет роль непосредственного переносчика железа в U. Наконец, роль природного гидроксамата железа ( III) как переносчика железа может быть сопоставлена с экспериментами по выявлению его антагонизма токсичности родственных ему антибиотиков класса сидерохромов. Так, сидерохромы, активные как факторы роста, блокируют проникновение таких антибиотиков в клетки Staphylococcus aureus [24]; по-видимому, механизм этого процесса - конкуренция с транспортной системой такого же типа. [30]
Страницы: 1 2 3