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| 名前 | |
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| IUPAC名
N -({2'-[(26 Z )-26-エチリデン-19,29-ビス(1-ヒドロキシエチル)-12-{[(1 H -インドール-3-イルカルボニル)スルファニル]メチル}-14,21,28,31-テトラオキソ-10,17,24,34-テトラチア-6,13,20,27,30,35,36,37,38-ノナアザヘキサシクロ[30.2.1.1 8,11 .1 15,18 .1 22,25 .0 2,7 ]オクタトリアコンタ-1(35),2,4,6,8,11(38),18(37),22,25(36),32-デカエン-5-イル]-2,4'-ビ-1,3-チアゾール-4-イル}カルボニル)アラニン
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| 識別子 | |
3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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PubChem CID
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CompToxダッシュボード （EPA）
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| プロパティ | |
| C 51 H 45 N 13 O 10 S 7 | |
| モル質量 | 1 224 .42 g·mol −1 |
| 密度 | 1.8 g/cm 3 |
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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ラクトシリンは、ラクトバチルス・ガセリ（Lactobacillus gasseri）の生合成遺伝子クラスターによってコードされ、産生されるチオペプチド系抗生物質です。ラクトシリンは2014年に発見・精製されました。[1]ラクトバチルス・ガセリは、ヒトの膣マイクロバイオームで最も多く見られる4種類のラクトバチルス属細菌の1つです。 [2]既存の抗生物質に対する病原性耐性の増加に伴い、新規抗生物質の価値はますます高まっています。ラクトシリンは、他の多くの抗生物質に耐性を持つ感染症と闘うのに役立つ新たな抗生物質として機能する可能性があります。
生合成遺伝子クラスター
ラクトシリンは、細菌内の遺伝子群である生合成遺伝子クラスターによって生産され、二次代謝産物を生成します。[3]二次代謝産物は、様々な化学構造と機能を持つ分子であり、この場合、ラクトシリンは抗生物質として機能します。[3]
生合成遺伝子クラスターは、共通のプロセスで共に機能するタンパク質をコードするという点で、細菌のオペロンに類似しています。しかし、生合成遺伝子クラスターは常に既知の二次代謝産物をコードするのに対し、オペロンは単一のプロモーターの下にある遺伝子の集合体です。オペロンは、BGCのように特定の分子をコードする場合もあれば、ラクトース分解に関与するタンパク質をコードするlacオペロンのように、共通の機能で共に機能する関連タンパク質など、他の分子をコードする場合もあります。 [要出典]
ラクトシリンは、ラクトバチルス・ガセリのプラスミド上に位置する生合成遺伝子クラスター66（bgc66）によって産生されます。[1] bgc66には、以下の表に示すタンパク質をコードする多くの異なる遺伝子が含まれており、ラクトシリンの合成に関与する機能を果たします。[1]
| タンパク質 | 関数 |
| YcaO | ラクトシリンには5つのシステイン由来の複素環が存在することから、複素環形成を助けることが分かる。[4] |
| シクロデヒドラターゼ | ラクトシリンには5つのシステイン由来の複素環が存在することから、複素環形成を助けることが分かる。[4] |
| ランチビオティックDH（このタイプの2つの異なる遺伝子） | ラクトシリンに見られるようなデヒドロブチリン残基を生成する。[5] |
| TclM | ラクトシリンのトリチアゾイルピリジン核の生成を助ける。[1] |
| その他の翻訳後修飾酵素 | 翻訳後もラクトシリンの構造の調整を継続します。 |
| 調節タンパク質 | BGCの転写を制御する。[1] |
チオペプチド
抗生物質は、微生物の働きを抑制または殺菌するために使用される化学物質であり、様々な化学クラスに分類されます。チオペプチドは、中心に窒素原子を含む六員環を持つ、比較的新しい抗生物質の化学クラスです。一部のチオペプチドは、海洋生物や土壌など、通常とは異なる場所に生息する細菌によって生成されますが、ラクトシリンはヒトの膣内および口腔内のマイクロバイオームに生息する細菌によって生成されます。[1]
チオペプチドはグラム陽性菌には有効ですが、グラム陰性菌には効果がありません。[1]チオペプチドはMRSAに対する潜在的な有効性も確認されています。[6]チオペプチドは、「抗癌作用、抗マラリア原虫作用、免疫抑制作用、レニン阻害作用、RNAポリメラーゼ阻害作用、抗真菌作用」など、多くの潜在的機能を持つと考えられています。[7]
チオペプチドはリボソームタンパク質合成を阻害することで抗生物質として機能する。[7]これは転写後制御の一例であり、チオペプチドはタンパク質の転写には影響を与えないが、翻訳を阻害する。[要出典]
ラクトシリンは、よく研究されているチオペプチドであるチオシリンとは3つの重要な点で異なります。ラクトシリンは、1) C末端に遊離カルボン酸を持ち、2) 酸素を必要とする翻訳後修飾を受けず、3) 8位にインドリル-S-システイン残基を有しています。[1]これらの違いは、このチオペプチドが他のチオペプチドとは異なる機能を持つ可能性を示唆していますが、これが正確であるかどうかを判断するにはさらなる研究が必要です。
構造
ラクトシリンの化学式はC 51 H 45 N 13 O 10 S 7で、 NMRおよびUV-Vis吸光度プロファイルを用いて決定された上記の図に示す通りです。 [1]このタンパク質の構造はbcg66の配列と完全には一致しません。これは、何らかの翻訳後修飾が行われていることを示しています。[1]
プラスミド保有と水平遺伝子伝達
水平遺伝子伝播（HGT）は、細菌が親から子への生殖における遺伝子の共有に加え、遺伝子をゲノムに組み込むメカニズムです。細菌はHGTを通じて他の細菌、環境、あるいはバクテリオファージから遺伝物質を取り込むことで、適応度を向上させる遺伝子をゲノムに組み込むことができます。[要出典]
bgc66は、他の維持配列、制御配列、転移配列、およびトランスポザーゼ配列とともにプラスミド上に存在します。[1]これらの転移配列の存在は、このプラスミドがHGTに関与し、他の細菌がラクトシリンを生産できることを示しています。転移配列は、このプラスミドが、転移タンパク質を用いて特定の遺伝子を切り出し、挿入することで、さらなる遺伝子移入能力を持つ可能性を示唆しています。ラクトシリンがさらに研究され、望ましい特性を持つことが判明した場合、ラクトシリン生産のためのBGCが転移可能なプラスミド上に存在するという事実は、化学企業によるラクトシリンの大量生産を容易にするでしょう。[要出典]
人体における機能
ラクトシリンは特定の病原体を殺すのに非常に効果的であることが知られています。[1]抗生物質の最小発育阻止濃度（MIC）とは、細菌の増殖を阻害するために必要な抗生物質の最小濃度です。MICは、ヒトの膣に一般的に感染する様々な細菌について計算されました。このアプローチは理にかなっています。膣内微生物叢に存在する非病原性細菌は、その部位に一般的に感染する潜在的な病原体に対する抵抗力など、宿主に利益をもたらす可能性があるからです。なぜなら、宿主の生存は細菌の生存に不可欠だからです。[要出典]
ラクトシリンの様々な病原体に対するMIC（有効濃度）を求めるため、複数の異なる濃度で増殖を観察した。ラクトシリンは、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、コリネバクテリウム・アウリムコサム（Corynebacterium aurimucosum）、ストレプトコッカス・ソブリヌス（Streptococcus sobrinus）の増殖抑制に最も効果的であることが判明したが、他の細菌性病原体に対しても、高濃度で増殖抑制効果を示した。これらの阻害効果の高い細菌は、ブドウ球菌感染症、尿路感染症[8]、虫歯[9]を引き起こす。これは、ラクトシリンが将来、一般的な抗菌薬として使用される可能性があることを示唆している。[要出典]
ラクトシリンは、膣マイクロバイオームに広く存在し有益であることが知られている他の細菌の増殖を阻害することは認められませんでした。これは当然のことです。なぜなら、これらの細菌を死滅させることは人間の健康に有害であり、結果として細菌の生存率も低下させるからです。[10]
他のラクトバチルス属細菌もプロバイオティクスとして使用されていることが確認されています。[11 ] ラクトバチルス・ガセリは、これらの他のラクトバチルス属細菌と同様に機能し、プロバイオティクスとして使用して、免疫、コレステロール値、皮膚の健康など、全体的な健康に役立つ可能性があります。[11]
参考文献
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