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4.3D:Siderophores

学習目標

  • siderophoresの機能と多様性を説明します

鉄は、さまざまな重要な代謝プロセスに関与しているため、ほぼすべての生 しかし、鉄は必ずしも容易に入手できるとは限らないため、微生物は周囲から十分な供給を確保するために様々な鉄取り込みシステムを使用する。 異なる微生物種によって利用される鉄輸送体および鉄源の範囲にはかなりの変化がある。 病原体は、特に、宿主の組織および体液の高度に鉄制限された環境において、それらが鉄のために正常に競争することを可能にするために効率的な鉄

Siderophoresは、細菌、真菌、および草などの微生物によって分泌される小さく、高親和性の鉄キレート化合物である。 Siderophoresは知られている最も強い溶けるFe3+の結合代理店の中にあります。 鉄は、呼吸やDNA合成のようなプロセスにおいて重要な役割を果たすため、ほぼすべての人生に不可欠です。 しかし、地球の地殻の中で最も豊富な元素の一つであるにもかかわらず、土壌や海などの多くの環境での鉄の生物学的利用能は、Fe3+イオンの非常に低い溶解度によって制限されている。 このイオン状態は、水性、非酸性、酸素化された環境における鉄の支配的な状態であり、酸化鉄および水酸化物(赤色および黄色の土壌色を担う鉱物)などの一般的な鉱物相に蓄積する。 したがって、それは生物によって容易に利用されることはできない。 微生物は、活性輸送機構によって取り込まれることができる可溶性Fe3+錯体の形成によって、これらの鉱物相から鉄を捕捉するためにsiderophoresを放出する。 多くのシデロホアは非リボソームペプチドであるが、いくつかは独立して生合成される。

シデロホアはFe3+に対する最も強力な結合剤の一つであり、エンテロバクチンはこれらの中で最も強力なものの一つである。 この特性のために、彼らは鉄中毒およびサラセミアのための処置の広まった使用を得ていてsiderophore desferrioxamine Bが金属のキレート化療法の医学からの興味を、引き付け

画像
図:enterobactinの合成:Enterobactin(また、Enterochelinとして知られている)は、微生物系のための鉄を取得する高親和性のsiderophoreです。 それは主にEscherichia coliおよびSalmonella typhimuriumのようなグラム陰性の細菌に、あります。Figcaption>

鉄はヘモグロビン、トランスフェリン、ラクトフェリン、フェリチンなどのタンパク質にしっかりと結合しています。 この金属を得るために病原性細菌に置かれた大きな進化の圧力があります。 例えば、炭疽菌病原体Bacillus anthracisは、鉄タンパク質から鉄鉄を捕捉するために、2つのシデロフォア、bacillibactinおよびpetrobactinを放出する。 バシリバクチンは免疫系タンパク質シデロカリンに結合することが示されているが、ペトロバクチンは免疫系を回避すると考えられており、マウスの病原性にとって重要であることが示されている。siderophoresのほかに、いくつかの病原菌は血友病(ヘム結合捕捉タンパク質)を産生するか、または鉄/ヘムタンパク質に直接結合する受容体を有する。

真核生物では、鉄の溶解性および取り込みを増強するための他の戦略は、周囲の酸性化(例えば、植物の根によって使用される)またはFe3+のより可溶性Fe2+イオンへの細胞外還元である。

シデロホアは、通常、Fe3+と安定な六座八面体錯体を形成するが、他の天然に存在する豊富な金属イオンと比較して優先的に、ドナー原子が六つ未満であれば水も座標をとることができる。 最も効果的なsiderophoresは、分子ごとに三つの二座配位子を持っているものであり、六座錯体を形成し、別々の配位子を持つ単一の第二鉄イオンをキレートすることによ

シデロホアは、通常、第二鉄をキレートするために使用される配位子によって分類される。 シデロホアの主要なグループには、カテコール酸(フェノール酸)、ヒドロキサメートおよびカルボキシレート(クエン酸の誘導体など)が含まれる。 クエン酸はまたsiderophoreとして機能できます。 多種多様なシデロフォアは、構造的に異なるシデロフォアを産生するために微生物に置かれた進化的圧力によるものであり、他の微生物の特定の活性輸送系によって輸送することができないか、または宿主生物によって不活性化された病原体の場合には、それが原因である可能性がある。

キーポイント

  • Siderophoresは、鉄の獲得のためにいくつかの病原菌にとって重要です。 多くのシデロホアは非リボソームペプチドであるが、いくつかは独立して生合成される。
  • siderophoresの多種多様は、他の微生物の特定の活性輸送系によって輸送することができない構造的に異なるsiderophoresを生成するために微生物に置かれた進化的圧力に起因する可能性があるか、または宿主生物によって不活性化された病原体の場合には。
  • 微生物は、活性輸送機構によって取り込まれることができる可溶性Fe3+錯体の形成によって、これらの鉱物相から鉄を捕捉するためにsiderophoresを放出

キー用語

  • siderophores: Sidereophoresは細菌および菌類のような微生物およびまた草によって分泌する小さく、高親和性の鉄のキレート環を作る混合物です。 Siderophoresは知られている最も強い溶けるFe3+の結合代理店の中にあります。