Enterobactina

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Enterobactina
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Nombre (IUPAC) sistemático
N,N’,N’’-((3S,7S,11S)-2,6,10- trioxo-1,5,9-trioxaciclododecano-3,7,11-triil)tris(2,3-dihidroxibenzamida)
General
Fórmula semidesarrollada C30H27N3O15
Identificadores
Número CAS 28384-96-5[1]
ChEBI 28855
ChemSpider 31543
PubChem 34231
Propiedades físicas
Estado de agregación Sólido
Apariencia Cristales en etanol/agua
Masa molar 669.55 g/mol
Punto de fusión 202-203 °C (272 K)
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

La enterobactina (también conocida como Enteroquelina) es un sideróforo de alta afinidad que adquiere el hierro de los sistemas microbianos. Se encuentra principalmente en las bacterias gram-negativas, tales como Escherichia coli y Salmonella typhimurium[2]

La enterobactina es el más fuerte de todos los sideróforos conocidos, el enlace al ion férrico (Fe3+) tiene afinidad (K = M 1.052-1). >).[3] Este valor es considerablemente más grande que incluso algunos quelantes de metales sintéticos, tales como EDTA (Kf, Fe3+ ~ 1025 M-1). Debido a su alta afinidad, la enterobactina es capaz de quelar hierro incluso en ambientes donde la concentración de iones de hierro muy bajo, como en los organismos vivos. Las bacterias patógenas pueden secuestrar hierro de otros organismos vivos utilizando este mecanismo, a pesar de que la concentración de hierro se mantiene extremadamente baja debido a la toxicidad de hierro libre.

Estructura y biosíntesis[editar]

El ácido corísmico, precursor de aminoácidos aromáticos, se convierte en ácido 2,3-dihidroxibenzoico (DHB) por una serie de enzimas: EntA, EntB y EntC. Posteriormente se forma un enlace amida del DHB a la L-serina. Esta reacción es catalizada por las enzimas EntD, Ente, EntF y ENTB. Tres moléculas de la DHB-Ser formada sufren ciclizaciones intermoleculares, dando como producto la enterobactina. Considerando que un número de estereoisómeros posibles son posibles debido a la quiralidad de los residuos de serina, sólo el isómero cis-Δ es metabólicamente activo.[4]

Biosíntesis de la enterobactina

Mecanismo[editar]

La deficiencia de hierro en las células bacterianas desencadena la secreción de enterobactina en el medio extracelular, causando la formación del complejo de coordinación "FeEnt", en donde el ion férrico está quelado a la base conjugada de enterobactina. En Escherichia coli, el Fepa en la membrana externa bacteriana permite la entrada de FeEnt al periplasma bacteriano. Los FepB, C, D y G participan en el transporte de la FeEnt a través de la membrana interna por medio de un transportador activo denominado ABC (ATP-binding cassette transporter).[5]

Debido a la alta afinidad de del hierro con la enterobactina, es necesario romper el complejo de ferrienterobactina para liberar el hierro por acción de una enzima, la ferrienterobactina esterasa (Fes). Esta degradación produce tres unidades de 2,3-dihidroxibenzoil-L-serina. La reducción del hierro (Fe3+ a Fe2+) se produce en relación con esta degradación, pero la enzima FeEnt reductasa bacteriana no ha sido identificada, y el mecanismo para este proceso todavía no está claro.[6] El potencial de reducción de Fe3+/Complejo Fe2+ + enterobactina es dependiente del pH y varía entre -0,57 V (vs NHE; pH = 6) a -0,79 V (pH =7,4) y -0,99 a valores de pH superiores a 10,4.[7]

Historia[editar]

La enterobactina fue descubierta por el grupo de Gibson, quien bautizó la sideróforo como "enteroquelina". Estos estudios iniciales establecieron la estructura y su relación con el ácido 2,3-dihidroxibenzoico.[8]

Referencias[editar]

  1. Número CAS
  2. Dertz, Emily A., Jide Xu, Alain Stintzi, and Kenneth N. Raymond (2006). «Bacillibactin-Mediated Iron Transport in Bacillus Subtilis». J. Am. Chem. Soc. 128 (1):  pp. 22–23. doi:10.1021/ja055898c. PMID 16390102. 
  3. Carrano, Carl J., and Kenneth N. Raymond (1979). «Ferric Ion Sequestering Agents. 2. Kinetics and Mechanism of Iron Removal From Transferrin by Enterobactin and Synthetic Tricatechols». J. Am. Chem. Soc. 101:  pp. 5401–5404. doi:10.1021/ja00512a047. 
  4. Walsh, Christopher T., Jun Liu, Frank Rusnak, and Masahiro Sakaitani (1990). «Molecular Studies on Enzymes in Chorismate Metabolism and the Enterobactin Biosynthetic Pathway». Chemical Reviews 90:  pp. 1105–1129. doi:10.1021/cr00105a003. 
  5. Raymond, Kenneth N., Emily A. Dertz, and Sanggoo S. Kim (2003). «Bioinorganic Chemistry Special Feature: Enterobactin: an Archetype for Microbial Iron Transport». Proc. Nat. Acad. Sci. 100 (7):  pp. 3584–3588. doi:10.1073/pnas.0630018100. PMID 12655062. 
  6. Ward, Thomas R., Andreas Lutz, Serge P. Parel, Jurgen Eusling, Philipp Gutlich, Peter Buglyo, and Chris Orvig (1999). «An Iron-Based Molecular Redox Switch as a Model for Iron Release From Enterobactin Via the Salicylate Binding Mode». Inorg. Chem. 38:  pp. 5007–5017. doi:10.1021/ic990225e. PMID 11671244. 
  7. Lee, Chi Woo; Ecker, David J.; Raymond, Kenneth N. (1985). «Coordination chemistry of microbial iron transport compounds. 34. The pH-dependent reduction of ferric enterobactin probed by electrochemical methods and its implications for microbial iron transport». J. Am. Chem. Soc. 107 (24):  pp. 6920–6923. doi:10.1021/ja00310a030. 
  8. I. G. O'Brien, G. B. Cox, F. Gibson (1970). «Biologically active compounds containing 2,3-dihydroxybenzoic acid and serine formed by Escherichia coli». Biochim Biophys Acta 201:  pp. 453–60.