سورفاكتين

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

السورفاكتين هو ليبوببتيد حلقي ، يُستخدم عادةً كمضاد حيوي لقدرته على العمل كعامل خافض للتوتر السطحي . [ 2 ] وهو جزيء ذو طبيعة مزدوجة ، قادر على تحمل البيئات المحبة للماء والكارهة للماء . تنتج بكتيريا العصوية الرقيقة (Bacillus subtilis)، وهي نوع من البكتيريا موجبة الجرام، السورفاكتين لتأثيراته المضادة للبكتيريا المنافسة. [ 3 ] يتميز السورفاكتين بتأثيرات مضادة للبكتيريا والفيروسات والفطريات ، بالإضافة إلى تأثيراته المحللة للدم . [ 4 ]

التركيب والتخليق

يتكون التركيب من حلقة ببتيدية مؤلفة من سبعة أحماض أمينية ( حمض الجلوتاميك ، الليوسين ، الليوسين، الفالين ، حمض الأسبارتيك ، الليوسين، والليوسين) وحمض دهني بيتا هيدروكسيلي ذي طول متغير، يتراوح بين 13 و15 ذرة كربون . [ 5 ] يمنح حمض الجلوتاميك وحمض الأسبارتيك الحلقة خاصية محبة للماء، بالإضافة إلى شحنتها السالبة. في المقابل، يمتد حمض الفالين لأسفل، مواجهًا سلسلة الأحماض الدهنية، ليشكل نطاقًا كارهًا للماء رئيسيًا. عند تركيزات أقل من التركيز المذيب الحرج (CMC)، يمكن لذيل الحمض الدهني أن يمتد بحرية في المحلول ، مشاركًا في التفاعلات الكارهة للماء داخل المذيلات . [ 6 ] يُصنّع هذا المضاد الحيوي بواسطة إنزيم سينثاز ببتيد خطي غير ريبوسومي ، وهو سينثاز السورفاكتين ( Q04747 ). في المحلول، يتخذ شكلاً مميزاً يشبه سرج الحصان (PDB: 2NPV ) وهو ما يفسر نطاق نشاطه البيولوجي الواسع. [ 7 ] [ 8 ]

الخصائص الفيزيائية

التوتر السطحي

يؤثر السورفاكتين، كغيره من المواد الفعالة سطحياً، على التوتر السطحي للسوائل التي يذوب فيها. إذ يمكنه خفض التوتر السطحي للماء من 72 ملي نيوتن/متر إلى 27 ملي نيوتن/متر عند تركيزات منخفضة تصل إلى 20 ميكرومولار. [ 9 ] ويحقق السورفاكتين هذا التأثير من خلال شغل الفراغات بين جزيئات الماء ، مما يقلل من قوى التجاذب بين جزيئات الماء المتجاورة، وخاصة الروابط الهيدروجينية ، لزيادة سيولة المحلول. هذه الخاصية تجعل السورفاكتين وغيره من المواد الفعالة سطحياً مفيدة في صناعة المنظفات والصابون . [ 10 ]

الآليات الجزيئية

توجد ثلاث فرضيات سائدة حول كيفية عمل السورفاكتين. [ 11 ]

تأثير حامل الكاتيونات

تتميز خاصية حامل الكاتيونات في بروتين السورفاكتين بقدرته على دفع الكاتيونات أحادية وثنائية التكافؤ عبر حاجز عضوي . يشكل الحمضان الأمينيان ، الأسبارتات والغلوتامات، ما يشبه "المخلب" لتثبيت الكاتيونات ثنائية التكافؤ ، مثل أيونات الكالسيوم (Ca2 +)، والتي تُستخدم كقالب لتجميع المذيلات . عندما يخترق السورفاكتين الطبقة الخارجية، تتفاعل سلسلة الأحماض الدهنية فيه مع سلاسل الأسيل في الفوسفوليبيدات ، موجهةً رأسها نحو رؤوس الفوسفوليبيدات القطبية. يؤدي ارتباط الكاتيون إلى عبور المركب للطبقة ثنائية الدهون باستخدام إنزيمات الفليباز . يصطف رأس المركب مع فوسفوليبيدات الطبقة الداخلية، وتتفاعل سلسلة الأحماض الدهنية مع سلاسل الأسيل في الفوسفوليبيدات. ثم يُنقل الكاتيون إلى الوسط الخلوي. [ 12 ]

تأثير تكوين المسام

تتميز ظاهرة تكوين المسام ( قناة الأيونات ) بتكوين قنوات كاتيونية. ويتطلب ذلك أن يتجمع السورفاكتين ذاتيًا داخل الغشاء، إذ لا يمكنه عبور الغشاء الخلوي. وبناءً على فرضية تركز على الأغشية غير المشحونة ذات طاقة التنشيط الدنيا اللازمة للعبور بين الطبقتين الداخلية والخارجية، فإن التجميع الذاتي الجزيئي من شأنه أن يُشكل بنية قناة. [ 11 ]

تأثير منظف

يعتمد تأثير المنظف على قدرة السورفاكتين على إدخال سلسلة الأحماض الدهنية الخاصة به في طبقة الفوسفوليبيد، مما يؤدي إلى تفكك غشاء الخلية وزيادة نفاذيته. [ 13 ] يمكن أن يؤدي إدخال العديد من جزيئات السورفاكتين في الغشاء إلى تكوين ميسيلات مختلطة عن طريق التجمع الذاتي وطبقة ثنائية تتأثر بكراهية الماء للسلسلة الدهنية، مما يؤدي في النهاية إلى إذابة الطبقة الثنائية. [ 14 ]

الخصائص البيولوجية

خصائص مضادة للبكتيريا والفيروسات

السورفاكتين مضاد حيوي واسع الطيف ذو فعالية شبيهة بالمنظفات، يزيد من نفاذية أغشية الخلايا في جميع أنواع البكتيريا، بغض النظر عن تصنيفها في صبغة غرام . [ 15 ] يتراوح الحد الأدنى للتركيز المثبط (MIC) للسورفاكتين بين 12 و50 ميكروغرام/مل. [ 16 ]

يستطيع السورفاكتين أيضًا تحليل دهون الغلاف الفيروسي وتكوين قنوات أيونية في الغلاف الداخلي، وقد أظهرت التجارب تثبيطه لفيروس نقص المناعة البشرية وفيروس الهربس البسيط . مع ذلك، لا يستطيع السورفاكتين تحليل الفيروسات إلا عندما تكون خارج الخلايا المضيفة. علاوة على ذلك، عندما تكون البيئة غنية بالبروتينات والدهون، يواجه السورفاكتين تأثيرًا عازلًا يقلل من فعاليته المضادة للفيروسات. [ 17 ]

سمية

يتميز السورفاكتين بسمية خلوية غير نوعية، حيث يُسبب تحلل الخلايا من خلال تعطيل الطبقة الثنائية للفوسفوليبيدات الموجودة في جميع الخلايا. وعند حقنه في البشر كمضاد حيوي داخل الأوعية الدموية بتركيزات تساوي أو تزيد عن الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ) التي تتراوح بين 40 و80 ميكرومول، يُحدث السورفاكتين تأثيرات مُحللة للدم. [ 18 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ إيشيغامي واي، عثمان إم، ناكاهارا إتش، سانو واي، إيشيغورو آر، ماتسوموتو إم (يوليو 1995). "أهمية تكوين الصفائح بيتا في تكوين المذيلات وامتزاز السورفاكتين على السطح". الغرويات والأسطح ب: التفاعلات الحيوية . 4 (6): 341-348 . doi : 10.1016/0927-7765(94)01183-6 .
  2. ↑ مور، أ. المضادات الحيوية القائمة على الببتيدات: حل محتمل لمقاومة المضادات الحيوية المتزايدة. تطوير الأدوية والبحوث (2000) 50 : 440-447.
  3. ↑ بيبو، ف.، بونماتين ، ج.م.، والاش، ج. (مايو 1999). "الاتجاهات الحديثة في الكيمياء الحيوية للسورفاكتين". علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية . 51 (5): 553-63 . doi : 10.1007/s002530051432 . PMID 10390813. S2CID 35677695 .  
  4. ↑ سينغ ب، كاميوترا إس إس (مارس 2004). "التطبيقات المحتملة للمواد الفعالة بالسطح الميكروبية في العلوم الطبية الحيوية". اتجاهات في التكنولوجيا الحيوية . 22 (3): 142-146 . doi : 10.1016/j.tibtech.2004.01.010 . PMID 15036865 . 
  5. ↑ بونماتين، جيه إم، لابريفوت، أو، بيبو، إف (سبتمبر 2003). "التنوع بين الليبوببتيدات الحلقية الميكروبية: الإيتورينات والسورفاكتينات. علاقات النشاط بالبنية لتصميم عوامل حيوية جديدة". الكيمياء التوافقية والفحص عالي الإنتاجية . 6 (6): 541-556 . doi : 10.2174/138620703106298716 . PMID 14529379 . 
  6. ↑ غراو أ، غوميز فرنانديز جيه سي، بيبو إف، أورتيز أ (مايو 1999). "دراسة حول تفاعلات السورفاكتين مع حويصلات الفوسفوليبيد" . بيوشيميكا إت بيوفيزيكا أكتا (BBA) - الأغشية الحيوية . 1418 (2): 307-319 . doi : 10.1016/S0005-2736(99)00039-5 . PMID 10320682 . 
  7. ↑ هيو ن، سيراني ل، لابريفوت أ (2001). "دراسة بنيوية للببتيدوليبيدات الحلقية من بكتيريا العصوية الرقيقة باستخدام مطياف الكتلة الترادفي عالي الطاقة". اتصالات سريعة في مطياف الكتلة . 15 (3): 203-209 . Bibcode : 2001RCMS...15..203H . doi : 10.1002/1097-0231(20010215)15:3 < 203::AID-RCM212 > 3.0.CO ; 2-6 . PMID 11180551 . 
  8. ↑ تسان ب، فولبون ل، بيسون ف، لانسيلين ج م (فبراير 2007). "دراسة بنية وديناميكية السورفاكتين باستخدام الرنين المغناطيسي النووي في وسط ميسيلاري". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 129 (7): 1968-1977 . doi : 10.1021/ja066117q . PMID 17256853 . 
  9. ↑ يه إم إس، وي واي إتش، تشانغ جيه إس (2005). " تحسين إنتاج السورفاكتين من بكتيريا العصوية الرقيقة بإضافة حوامل صلبة". التقدم في التكنولوجيا الحيوية . 21 (4): 1329-34 . doi : 10.1021/bp050040c . PMID 16080719. S2CID 20942103 .  
  10. ↑ فويتوفيتش ك، تشوغالا أ، ترومبيك ت، لوكاشيفيتش م (2021-12-01). "تُغير الببتيدات الدهنية الحلقية للسورفاكتين تركيب الغشاء البلازمي والتنظيم الجانبي في خلايا الثدييات" . بيوكيميكا إت بيوفيزيكا أكتا (BBA) - الأغشية الحيوية . 1863 (12) 183730. doi : 10.1016/j.bbamem.2021.183730 . ISSN 0005-2736 . PMID 34419486 .  
  11. 1 2 ديليو م، بوفيو أ، رازافيندرالامبو هـ، باكوت م، هبيد س، ثونارت ب، جاك ب، براسور ر (أبريل 2003). "تفاعل السورفاكتين مع الأغشية: منهج حسابي" (ملف PDF) . لانغمير . 19 (8): 3377-3385 . doi : 10.1021/la026543z .
  12. ↑ هيركلوتز هـ، ويبرخت ت، سيليغ ج (أبريل 2004). "اضطراب الغشاء بواسطة الليبوببتيد سورفاكتين والمنظفات كما دُرِسَ بواسطة الرنين المغناطيسي النووي للديوتيريوم". مجلة الكيمياء الفيزيائية ب . 108 (15): 4909-4915 . doi : 10.1021/jp0371938 .
  13. ↑ كراغ-هانسن، يو، إم ماير، وجيه مولر. آلية إذابة الليبوسومات والأغشية المحتوية على البروتين بواسطة المنظفات. مجلة الفيزياء الحيوية (1998) 75 : 2932-2946.
  14. ↑ لو مير إم، شامبيل بي، مولر جيه في (نوفمبر 2000). "تفاعل البروتينات والدهون الغشائية مع المنظفات المذيبة" . بيوكيميكا إت بيوفيزيكا أكتا (BBA) - الأغشية الحيوية . 1508 ( 1-2 ): 86-111 . doi : 10.1016/S0304-4157(00)00010-1 . PMID 11090820 . 
  15. ↑ سودارمونو ب، ويبسانا أ، ليسترياني ل.و، سونغكار س (10 مارس 2019). "توصيف وتقييم التأثير التآزري المضاد للميكروبات لليبوببتيدات المستخلصة من بكتيريا Bacillus amyloliquefaciens المعزولة من تربة ملوثة بالنفط" . المجلة الدولية لعلم الأحياء الدقيقة . 2019 e3704198. doi : 10.1155/2019/3704198 . ISSN 1687-918X . PMC 6431436. PMID 30956662 .   
  16. ↑ هيركلوتز هـ، سيليغ ج (سبتمبر 2001). "تأثير مشابه للمنظفات للببتيد المضاد الحيوي سورفاكتين على الأغشية الدهنية" . مجلة الفيزياء الحيوية . 81 (3): 1547-1554 . Bibcode : 2001BpJ....81.1547H . doi : 10.1016/ S0006-3495 (01)75808-0 . PMC 1301632. PMID 11509367 .  
  17. ↑ جونغ م، لي س، كيم هـ (يونيو 2000). "دراسات حديثة حول المنتجات الطبيعية كعوامل مضادة لفيروس نقص المناعة البشرية". الكيمياء الطبية الحالية . 7 (6): 649-661 . doi : 10.2174/0929867003374822 . PMID 10702631 . 
  18. ↑ دهقان-نوده ج، حسيندوخت م، صديقة فضلي بازار ب (يونيو 2005). "عزل وتوصيف ودراسة النشاط السطحي والتحللي لمادة فعالة سطحية حيوية من نوع ليبوببتيد تنتجها بكتيريا Bacillus subtilis ATCC 6633" . مجلة علم الأحياء الدقيقة . 43 (3). الجمعية الكورية لعلم الأحياء الدقيقة: 272-276 . PMID 15995646 .