Các viên gạch cấu trúc cơ bản
Hiện nay người ta biết rằng sự sinh tổng hợp trên 300 độc tố nấm đã biết đều dựa vào một số rất ít các viên gạch cấu trúc cơ bản được trình bày trên hình 8.16. Các đecaketid chứa từ hai đến mười đơn vị acid acetic là những hợp chất có tầm quan trọng đặc biệt và các độc tố nấm có hoạt tính sinh học rộng đều có thể được xây dựng từ các polyketid này theo các phương thức cực kỳ linh động. Ngoài ra, nhiều độc tố nấm cũng được tạo thành từ một mình isopentenyl pyrophosphate hoặc từ những tổ hợp của hợp chất này với tryptophan và các acid amin khác.
Một trong những đặc điểm đặc trưng của sự sinh tổng hợp các độc tố nấm là, không giống các sản phẩm có nguồn gốc vi sinh vật khác như các chất kháng sinh, đường không được sử dung như các tiền chất hoặc viên gạch cấu trúc cho sinh tổng hợp.
Hình 8.16:Các viên gạch cấu trúc quan trọng nhất trong sinh tổng hợp độc tố nấm.
Hình 8.17: Cấu trúc của moniliformin (Fusarium moniliforme ) [A] và penitrem (Penicillium crustosum ) [B]
Sinh tổng hợp moniliformin Cho đến gần đây người ta vẫn cho rằng tetraketit là thành viên đầu tiên của loạt sản phẩm tự nhiên được tạo thành từ sự vòng hóa các poliketid. Tuy nhiên, những thực nghiệm đánh dấu mới đây đã cho thấy một diketit cũng có thể tác dụng như một tiền chất trong sinh tổng hợp một độc tố nấm rất đơn giản về mặt cấu trúc là moniliformin (hình 8.18).
Hình 8.18: Các con đường sinh tổng hợp moniliformin
Moniliformin lần đầu tiên được Cole và ctv tách ra (1973) và Springer và ctv làm sáng tỏ về mặt cấu trúc (1974), được tạo thành ở nồng độ cao (tới 33g/kg) bởi loài nấm Fusarium moniliforme rất thường gặp trên các thức ăn chứa ngô. Lượng độc tố này đủ giết chết 200000 con gà trống non. Fusarium moniliforme và Gibberella fujikuroi chỉ sản sinh moniliformin trên môi trường rắn chứa ngô. Trên môi trường này nấm sinh trtrởng rất mạnh và chuyển hóa toàn bộ và nhanh chóng cơ chất thành hệ sợi nấm màu trắng. Sự sinh tổng hợp moniliformin từ acetate có thể diễn ra qua malonyl CoA và 1,3-butandion (hình 8.18). Sự oxi hóa nhóm methylene phản ứng của 1,3-butanđion có thể dẫn đến một hợp chất trung gian được viết dưới các dạng hỗ biến, chất này sau đó sẽ bị mất nước để tạo thành moniliformin.
Câu hỏi ôn tập chương 8
1. Hình sau trình bày cấu trúc của một chất kháng sinh thuộc họ β- lactam
a. Tên của chất kháng sinh này là gì, do vi sinh vật nào sinh ra ? Về mặt cấu trúc, nó giống và khác các penicillin ở chỗ nào ?
b. Đích tấn công của các chất kháng sinh thuộc họ β-lactam là gì ? Nó khác với đích tấn công của các aminoglycoside (như streptomycin), các macrolide (như rifamycin, erythromycin) hay các tetracyclin ở chỗ nào ?
c. Trình bày cơ chế tác dụng của các chất kháng sinh thuộc họ β- lactam; cơ chế này giống và khác với cơ chế tác dụng của vancomycin ở chỗ nào ?
d. Phân biệt chất kháng sinh với sulfa. Sulfa tấn công lên đâu ? Các quinolone là gì và tấn công lên đâu ?
e. Việc thay đổi các chuỗi bên (gốc R) của cephalosporin có thể tạo cho chất kháng sinh này những tính chất mới nào ? Cephalosporin thế hệ 3 khác với Cephalosporin thế hệ 1 ởđặc điểm quan trọng nào ?
2. Phân biệt penicillin bán tổng hợp với penicillin tự nhiên và penicillin sinh tổng hợp. Các
penicillin bán tổng hợp có những ưu thế gì nếu đem so sánh với các penicillin tự nhiên ?
3. Bạn vừa tìm ra được một chất kháng sinh mới, nhưng chưa biết chắc chắn đó là một chất ức khuẩn, một chất diệt khuẩn và chất tiêu khuẩn.
a. Phân biệt chất ức khuẩn, chất diệt khuẩn và chất tiêu khuẩn. b. Làm thế nào để xác định chất vừa tìm ra là chất ức khuẩn, diệt khuẩn hay tiêu khuẩn ?
4. Mycotoxin là ngoại độc tố hay nội độc tố ? a. Cho ví dụ về ngoại độc tố và nội độc tố.
b. Nêu những điểm khác biệt chính giữa ngoại độc tố và nội độc tố ở vi khuẩn (quan hệ tế bào-độc tố, nguồn gốc, bản cất hóa học, tính bền nhiệt, tính độc, tính kháng nguyên, khả năng chuyển thành giải độc tố).