Микроцистин-LR
Микроцистин-LR ( MC-LR ) представляет собой токсин, продуцируемый цианобактериями . Это самый токсичный из микроцистинов .
Микроцистины представляют собой циклические гептапептиды . Семь аминокислот, которые участвуют в структуре микроцистина, включают уникальную β-аминокислоту ( ADDA ). Он содержит аланин ( D -ala), D -β-метил-изоаспартат ( D -β-Me-isoAsp) и глутаминовую кислоту ( D - glu). Кроме того, микроцистины содержат два вариабельных остатка, которые позволяют различать варианты микроцистинов. Эти два вариабельных элемента всегда являются стандартными L -аминокислотами . В микроцистине-LR это лейцин и аргинин .
на сегодняшний день идентифицировано более 250 микроцистинов [1] , представляющих различия в двух вариабельных остатках и некоторые модификации в других аминокислотах. Эти модификации включают деметилирование Masp и Mdha и метилэтерификацию D - Glu. Различные микроцистины имеют разные профили токсичности, при этом микроцистин-LR оказался наиболее токсичным. [2] [3]
Микроцистины представляют собой небольшие нерибосомные пептиды . У Microcystis aeruginosa микроцистин-LR синтезируется белками, кодируемыми кластером микроцистиновых генов размером 55 т.п.н. ( mcy ), который содержит 6 крупных (более 3 т.п.н.) генов, кодирующих белки с активностью поликетидсинтазы , активностью нерибосомальной пептидсинтазы ( mcyA-E и G ) и 4 меньших гена ( mcyF и HJ ). Эти большие белки состоят из разных белковых доменов , так называемых «модулей», каждый из которых имеет свою специфическую ферментативную функцию. [4]Хотя ферментные системы, участвующие в биосинтезе микроцистинов, не идентичны у всех цианобактерий, они имеют большое сходство, и большинство основных ферментов консервативны. [4] [5]
Биосинтез микроцистина-LR у Microcystis aeruginosa начинается с соединения фенилацетата с ферментом mcyG . В серии реакций, катализируемых разными ферментными модулями, а также разными ферментами, образуется микроцистин-LR. Полный путь биосинтеза микроцистина-LR в Microcystis aeruginosa показан на рисунке.
Первые стадии синтеза включают введение нескольких атомов углерода и кислорода между ацетильной и фенильной группами . Эта часть синтеза катализируется ферментными доменами, обладающими активностью β-кетоацилсинтазы, ацилтрансферазы, С-метилтрансферазы и кетоацилредуктазы. В конце этой стадии, т. е. после первой конденсации глутамата, образуется аминокислота Адда. [4]Вторая часть синтеза включает конденсацию аминокислот, из которых состоит микроцистин. Таким образом, в случае микроцистина-LR последовательная конденсация аминокислот глутаминовой кислоты, метилдегидроаланина, аланина, лейцина, метиласпарагиновой кислоты и аргинина приводит к сопряженному продукту. Нуклеофильная атака азота в остатке Adda приводит к высвобождению циклического микроцистина-LR. [4]
