Enterobaktín alebo enterochelín je vysokoafinitný siderofór, pomocou ktorého mikróby získavajú železo zo svojho okolia. Nachádza sa hlavne u gramnegatívnych baktérií, ako sú napríklad Escherichia coli a Salmonella typhimurium.
Enterobaktín je najsilnejší známy siderofór a viaže železitý katión, Fe3+, s afinitou K = 1052 M-1. Táto hodnota je dokonca výrazne vyššia než hodnoty niektorých syntetických chelačných činidiel, napríklad EDTA (Kf,Fe3+ ~ 1025 M−1). Vďaka jeho vysokej afinite je enterobaktín schopný chelácie železa aj v prostrediach, kde je udržiavaná veľmi nízka koncentrácia, napríklad v živých organizmoch. Patogénne baktérie tak môžu pomocou tohto mechanizmu „kradnúť“ železo od svojich hostiteľov aj keď je hladina železa držaná na extrémne nízkej koncentrácii kvôli jeho toxicite.
Štruktúra a biosyntéza Kyselina chorizmová, prekurzor pri biosyntéze aromatických aminokyselín, sa premieňa na kyselinu 2,3-dihydroxybenzoovú (DHB) pomocou niekoľkých enzýmov, konkrétne EntA, EntB a EntC.
Chorizmát sa najprv premieňa na izochorizmát v reakcii katalyzovanej izochorizmátsyntázou (EntC):
chorizmát → izochorizmát
Izochorizmát sa následne premieňa na 2,3-dihydro-2,3-dihydroxybenzoát. Reakciu katalyzuje izochorizmátpyruváthydroláza (EntB). Počas reakcie odstupuje pyruvát:
izochorizmát + H2O → 2,3-dihydro-2,3-dihydroxybenzoát + pyruvát
Nakoniec sa produkt tejto reakcie mení na na 2,3-dihydroxybenzoát. Reakciu katalyzuje 2,3-dihydro-2,3-dihydroxybenzoátdehydrogenáza (EntA), ktorá zároveň redukuje NAD+:
2,3-dihydro-2,3-dihydroxybenzoát + NAD+ → 2,3-dihydroxybenzoát + NADH + H+
2,3-dihydroxybenzoát sa následne viaže na L-serín pomocou amidovej väzby, čím vzniká DHB-Ser. Tri molekuly DHB-Ser potom podstupujú intermolekulárnu cyklizáciu, čím vzniká enterobaktín. Tieto reakcie sú katalyzované enzýmami EntB, EntD, EntE a EntF.
I keď existuje niekoľko stereoizomérov enterobaktínu, keďže serín je chirálny, metabolicky aktívny je len Δ-cis izomér. Prvá trojdimenzionálna štruktúra komplexu enterobaktínu s kovom bola určená pomocou komplexu s vanádom VIV. Komplex so železitým katiónom sa dlho nedarilo vykryštalizovať, ale jeho trojdimenzionálnu štruktúru sa nakoniec podarilo určiť pomocou racemickej kryštalografie, pri ktorej boli vytvorené kryštály zo zmesi enterobaktínu zmiešaného s jeho zrkadlovým obrazom v pomere 1:1 a následne analyzované pomocou röntgenovej kryštalografie.
Mechanizmus Nedostatok železa v bakteriálnych bunkách má za následok vylučovanie enterobaktínu mimo bunku, čím vzniká jeho koordinačný komplex so železitým katiónom, FeEnt. U E. coli potom proteín FepA umožňuje prijať tento komplex do bunkovej periplazmy. Proteíny FepB, FepC, FepD a FepG pomáhajú pri presune FeEnt cez vnútornú membránu pomocou ABC transportéru.
Kvôli extrémne silnej väzbe madzi enterobaktínom a železitým katiónom je nutné komplex FeEnt rozštiepiť pomocou ferienterobaktínesterázy, aby bolo možné železo uvoľniť. Týmto rozkladom vznikajú tri jednotky 2,3-dihydroxybenozl-L-serínu (DHB-Ser). Redukcia železitého katiónu na železnatý prebieha zároveň s týmto štiepením, avšak zatiaľ (1999) nebola identifikovaná reduktáza, ktorá by tento proces katalyzovala, a mechanizmus stále nie je známy. Redukčný potenciál Fe3+/Fe2+-enterobaktínového komplexu závisí na pH a mení sa od -0,57 V (vs. NHE) pri pH 6 cez -0,79 V pri pH 7,4 po -0,99 pri pH vyššom než 10,4.
Bolo ukázané, že enterobaktín má svoju úlohu i u hostiteľa vrátane cicavcov. Enterobaktín je organizmom vnímaný ako charakteristika infekcie patogénom. Enterobaktín sa viaže na cicavčiu bielkovinu lipokalín 2, aby ho baktérie nemohli využiť ako zdroj železa. Na C. elegans a kultivovaných cicavčích bunkách bolo taktiež ukázané, že prídavok enterobaktínu a komplexu FeEnt môže priamo pomôcť hostiteľským bunkám prijať železo.
História Enterobaktín objavili skupiny Gibsona a Neilandsa v roku 1970. Ich štúdie ukázali, akú má enterobaktín štruktúru a ako súvisí s kyselinou 2,3-dihydroxybenzoovou.
Referencie
Zdroj
Kategória:Makrocykly Kategória:Siderofóry Kategória:Laktóny Kategória:Katecholy Kategória:Heterocyklické zlúčeniny