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Mycolzuur

Mykolsäuren eine Gruppe bilden organischSäuren mit sehr langem Kohlenwasserstoffketten. Die Säuren sind hauptsächlich in der Zellenwand von Bakterien gehört zu Taxon des mykolata. Eines der Mitglieder dieser Gruppe ist Mycobacterium tuberculosis, der Erreger von Tuberkulose. Mykolsäuren sind der Hauptbestandteil der Zellwand dieser Bakterien. Im Gegensatz zu dem, was der Name vermuten lässt, haben Mykolsäuren keine Beziehung zu Pilze; Der Name stammt von dem behaarten Aussehen, das Mykolata aufgrund der Anwesenheit dieser Säuren bei hoher Vergrößerung erhalten. Das Vorhandensein der Mykolsäuren verleiht den Mykolaten ein charakteristisches Aussehen: bekannt unter dem (englischen) Namen "cording". Mykolsäuren wurden erstmals 1938 von Stodola isoliert et al. aus einem Auszug von M. tuberkulose.

An Mykolsäuren kann man sich anhand des Moleküls denken Essigsäure: eine kürzere Alkylgruppe und eine längere Kette von Kohlenstoffatomen sind an das α-Kohlenstoffatom gebunden, von denen das erste a . ist Hydroxylgruppe tragen. Neben der Hydroxylgruppe enthält die längere Kette oft andere funktionelle Gruppen. Jedes Molekül enthält zwischen 60 und 90 Kohlenstoffatome. Die genaue Anzahl der Kohlenstoffatome hängt von der Art der Bakterien ab und kann zur Speziesbestimmung verwendet werden.

Mykolsäuren in M. tuberkulose

Mykolsäuren in Mycobacterium tuberculosis.

Im M. tuberkulose Es gibt drei Gruppen von Mykolsäuren: Alpha-, Methoxy- und Ketosäure.

  • Alpha-Mykolsäuren machen mindestens 70 % der Gesamtmenge an Mykolsäure aus. Diese Säuren enthalten eine oder mehrere Cyclopropanringe.
  • Methoxymykolsäuren enthalten eine oder mehrere Methoxygruppen und machen 10 bis 15 % der Mykolsäuren aus.
  • Die restlichen 10 bis 15 % werden von Keto-Mykolsäuren gebildet. Diese Säuren enthalten eine oder mehrere Keto-Gruppen vor dem.

Das Vorhandensein von Mykolsäuren verleiht M. tuberkulose eine Reihe von Eigenschaften, die es dem Bakterium ermöglichen, medizinischen Eingriffen standzuhalten. Sie verleihen dem Organismus eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen chemische Schäden und Austrocknung und beugen vor hydrophilAntibiotika und Biozide betritt die Zelle.[1] Darüber hinaus ermöglichen die Mykolsäuren dem Bakterium eine leichte Vermehrung in Makrophagen, somit effektiv abgeschirmt vor den Immunsystem von seinem Gastgeber. Die Synthese von Mykolat (der Name, unter dem die Säuren in der Biologie bekannt sind) ist ein entscheidender Bestandteil sowohl der Überlebensstrategie als auch der Pathogenität von M. tuberkulose. Der Weg der Biosynthese der Säuren und die Rolle der beteiligten Enzyme ist nun aufgeklärt.[2][3]

Biosynthese

Es gibt 5 Stufen der Biosynthese:[4]

  1. Synthese des gesättigten C26 Fettsäure die die Basis für den kürzeren Alkylsubstituenten bildet. Das Enzym Fettsäuresynthase-I (FAS-I) ist beteiligt.
  2. Synthese der C56-Fettsäure, die die Grundlage für den Meromycolat-Anteil des Moleküls bildet.
  3. Mehrere Cyclopropansynthasen führen die charakteristischen Ringe in die Meromycolatkette ein.
  4. Durch das Enzym Pks13 - a Polyketid-Synthase Pks13 koppelt die C26-Fettsäure als -Zweig an das Meromycolat, um eine -Ketosäure zu bilden. Das Enzym Corynebacterineae-Mykolat-Reduktase A (CmrA) wandelt diese in die -Hydroxysäure um.[5]
  5. Kopplung der Mykolsäure an Arabinogalactan oder Trehalose unter Verwendung des Antigen-85-Komplexes.

Bei der Verknüpfung der Produkte von FAS-1 und FAS-2 spielt es Beta-Ketoacyl-(Acyl-Carrier-Protein)-Synthase III (mtFabH) eine Rolle. Inhibitoren dieses Enzyms könnten bei der Behandlung als Therapeutikum eine Rolle spielen.

Die Mykolsäuren weisen einige interessante Eigenschaften im Hinblick auf Entzündungen auf. So konnte beispielsweise für eine Reihe reiner, natürlicher Mykolsäuren in experimentell induzierten . eine deutlich entzündungshemmende Wirkung nachgewiesen werden Asthma.[6]Natürliche Extrakte sind jedoch chemisch heterogen und führen zu Entzündungsreaktionen. Durch organisch-chemische Synthese die verschiedenen Komponenten konnten in reiner Form gewonnen und auf ihre biologische Aktivität getestet werden. Eine der Unterklassen der Mykolsäuren erwies sich nach einem ganz neuen Prinzip als guter Asthma-Unterdrücker. Weitere Forschungen zu diesen Verbindungen sind derzeit im Gange. Eine andere Gruppe von Mykolsäuren löst eine zelluläre Immunantwort aus (Th1 und Th17). Über diese Untergruppe wird versucht, Impfstoff entwickeln.

Die genaue Struktur der Mykolsäuren scheint stark mit der Virulenz eines Organismus zusammenzuhängen, was daran zu erkennen ist, dass Veränderungen der funktionellen Gruppen auch zu Veränderungen im Wachstum führen. in vivo führt. Darüber hinaus zeigen Organismen mit Mutationen in Genen, die an der Mykolsäuresynthese beteiligt sind, ein anderes Muster der "Schnürung".

Mykolsäuren in Rhodococcus-Typen

Die Mykolsäuren von Rhodococcus-Arten unterscheiden sich von denen von M. tuberkulose , dass sie anstelle von funktionellen Gruppen 1 bis 4 ungesättigte Bindungen aufweisen. Rhodococcus hat zwei Arten von Mykolsäuren. Die erste Gruppe hat zwischen 28 und 46 Kohlenstoffatome und 0 oder 1 Doppelbindung. Die zweite Gruppe hat zwischen 34 und 54 Kohlenstoffatome und 0 bis 4 Doppelbindungen. Sutcliffe (1998) stellt die Hypothese auf, dass diese Säuren Arabinogalaktan an der Zellwand befestigt.