Aspetti biosintetici degli antibiotici carbapenemici

C0020618Gli antibiotici β-lattamici a nucleo carbapenemico sono di importanza fondamentale per il trattamento di una serie di infezioni batteriche diventate resistenti ad altri principi attivi quali cefalosporine e penicilline. Nonostante il grande interesse per questa classe di sostanze, alcuni dettagli relativi alla loro biosintesi da parte dei ceppi batterici di Streptomyces cattleya in grado di produrli, rimane oscuro. Recentemente, Bollinger e colleghi hanno messo in luce come il precursore comune di tali antibiotici, ossia il nucleo β-lattamico fuso con l’anello pirrolidinico, venga biosintetizzato a partire da una molecola di L-prolina cui viene attaccata in posizione 5 un gruppo carbossimetilenico seguito dalla endociclizzazione del β-lattame. La configurazione del carbonio in posizione 5 viene a questo punto invertita a opera della carbapeneme sintasi (CarC), che opera sinergicamente con uno ione ferro (II) e l’ossigenasi 2-(osso)glutarato (Fe/2OG)–dipendente. I ricercatori riportano la struttura della CarC complessata col suo substrato, mostrando nei dettagli il meccanismo dell’inversione di configurazione. Viene illustrato come un intermedio altamente instabile contenente ferro ione sia in grado di estrarre un radicale idrogeno (H) dal C5, donando a questo punto lo stesso radicale H alla faccia opposta dello stereocentro in esame e inducendone l’inversione configurazionale.
W.-c. Chang, Y. Guo, C. Wang, S. E. Butch, A. C. Rosenzweig, A. K. Boal, C. Krebs, J. M. Bollinger Jr., Science 343(6175):1140-1144 (2014), Mechanism of the C5 Stereoinversion Reaction in the Biosynthesis of Carbapenem Antibiotics

di D. Merli

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