ブラストサイジンS

ブラストサイジンSは、生物学研究において細胞培養における細胞の選択に使用される抗生物質です。対象となる細胞は、ブラストサイジン耐性遺伝子BSDまたはbsrを発現し、抗生物質による処理に耐えることができます。ブラストサイジンSはヌクレオシド類似体抗生物質で、ヌクレオシドシチジンに類似しています。ブラストサイジンは、タンパク質翻訳を阻害することで、ヒト細胞、真菌、細菌に作用します。ブラストサイジンは、1950年代にイネいもち病菌に対する抗生物質を探していた日本の研究者によって初めて発見されました。

ブラストサイジンS
名前
推奨IUPAC名
(2 S ,3 S ,6 R )-3-{(3 S )-3-アミノ-5-[カルバムイミドイル(メチル)アミノ]ペンタナミド}-6-(4-アミノ-2-オキソピリミジン-1(2 H )-イル)-3,6-ジヒドロ-2 H -ピラン-2-カルボン酸
識別子
3Dモデル（JSmol）
チェビ
チェムブル
ケムスパイダー
ECHA 情報カード100.109.057
ケッグ
ユニイ
  • InChI=1S/C17H26N8O5/c1-24(16(20)21)6-4-9(18)8-12(26)22-10-2-3-13(30-14(10)15(27)28)25-7-5-11(19)23-17(2) 5)29/h2-3,5,7,9-10,13-14H,4,6,8,18H2,1H3,(H3,20,21)(H,22,26)(H,27,28)(H2,19,23,29)/t9-,10-,13+,14-/m0/s1 チェックはい
    キー: CXNPLSGKWMLZPZ-ZNIXKSQXSA-N チェックはい
  • InChI=1/C17H26N8O5/c1-24(16(20)21)6-4-9(18)8-12(26)22-10-2-3-13(30-14(10)15(27)28)25-7-5-11(19)23-17(25) )29/h2-3,5,7,9-10,13-14H,4,6,8,18H2,1H3,(H3,20,21)(H,22,26)(H,27,28)(H2,19,23,29)/t9-,10-,13+,14-/m0/s1
    キー: CXNPLSGKWMLZPZ-ZNIXKSQXBS
  • O=C1\N=C(\N)/C=C\N1[C@@H]\2O[C@H](C(=O)O)[C@H](/C=C/2)NC(=O)C[C@@H](N)CCN(C(=[N@H])N)C
プロパティ
C 17 H 26 N 8 O 5
モル質量422.44グラム/モル
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
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化学

 
ブラストサイジンSの構成成分を示すカラーオーバーレイ

ヌクレオシド類似体であるブラストサイジンSは、ヌクレオシドシチジンに類似しています。化学構造は、シトシン分子とグルクロン酸由来の環、そしてペプチドであるN-メチルβ-アルギニンが結合した構造です。[ 1 ]

用途

ブラストサイジンSは、遺伝子操作された細胞の選択と維持のために細胞培養において広く使用されています。対象となる細胞はブラストサイジンS耐性遺伝子BSDまたはbsrを発現しており、培養培地にブラストサイジンSを添加しても生存することができます。[ 2 ]ブラストサイジンSは、培養する細胞の種類に応じて、通常、培地1mlあたり2～300マイクログラムで使用されます。[ 2 ]

作用機序

ブラストサイジンは真核細胞と原核細胞の両方の増殖を阻害します。リボソームによる翻訳終結段階とペプチド結合形成（程度は低いものの）を阻害することで作用します。これは、細胞がmRNAの翻訳を通じて新たなタンパク質を産生できなくなることを意味します。ブラストサイジンはピューロマイシンと競合し、非常に類似した結合部位を持つことを示唆しています。[ 3 ]

生合成

ブラストサイジンS生合成の第一段階は、UDP-グルクロン酸とシトシンを結合させてシトシルグルクロン酸（CGA）を形成することである。この結合を行う酵素は、その生成物名からCGA合成酵素と呼ばれる。[ 1 ]

ブラストサイジンS生産菌ストレプトマイセス・グリセオクロモゲネスからのコスミドクローニング実験と、それに続くストレプトマイセス・リビダンスにおけるブラストサイジンS生産の異種再構成による推定生合成遺伝子クラスターの評価により、19個の遺伝子を含む20Kbpの遺伝子クラスターと、最終的なロイシルブラストサイジンS（LBS）中間体に作用する遺伝子クラスターの外側のペプチダーゼが、ブラストサイジンS生合成の再構成に十分であることが示された。[ 3 ]

耐性遺伝子

ブラストサイジンSに対する耐性は、2種類のデアミナーゼのいずれかによって付与されます。BSDは元々Aspergillus terreusから単離され、bsrはBacillus cereusから単離されました。どちらのデアミナーゼもブラストサイジンSを直接修飾し、シトシン環上のアミンをヒドロキシル基に置換することで、不活性なデアミノヒドロキシブラストサイジンSを生成します。[ 2 ] [ 4 ]

bsrとbsdは最も一般的に使用される耐性遺伝子です。これらの遺伝子から産生されるタンパク質は、それらを保有する細胞がブラストサイジンの存在下でタンパク質を産生することを可能にします。

歴史

1950年代には、いもち病菌によるいもち病を予防する新しい抗生物質を発見するための薬物スクリーニングプログラムが日本で計画されました。[ 5 ]

参考文献

  1. ^ a b Niu G, Tan H (2015年2月). 「ヌクレオシド系抗​​生物質：生合成、制御、そしてバイオテクノロジー」. Trends Microbiol . 23 (2): 110–9 . doi : 10.1016/j.tim.2014.10.007 . PMID  25468791 .
  2. ^ a b c「Blasticidin S HClプロトコル」 ThermoFisher Scientific . 2021年4月22日閲覧。
  3. ^ a b Cone, Martha C.; Yin, Xihou; Grochowski, Laura L.; Parker, Morgan R.; Zabriskie, T. Mark (2003-09-04). 「Streptomyces griseochromogenes由来のブラストサイジンS生合成遺伝子クラスター：配列解析、構成、および初期特性評価」. ChemBioChem . 4 ( 9). Wiley: 821– 828. doi : 10.1002/cbic.200300583 . ISSN 1439-4227 . PMID 12964155. S2CID 20991778 .   
  4. ^木村 正之、山本 正之、古市 正之、熊坂 剛志、山口 郁夫 (2002). 「殺菌剤代謝研究​​からの意外な贈り物：Aspergillus terreus由来ブラストサイジンSデアミナーゼ（BSD） 」. Progress in Biotechnology . 22 : 55–60 . doi : 10.1016/S0921-0423(02)80043-0 . ISBN 9780444507396。
  5. ^天然物の分離：抗菌剤、抗ウイルス剤、酵素阻害剤の分離方法 Wagman GH、Elsevier RC; p. 191 (1988)。
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