Миколовые кислоты

Микóловые кислóты (от лат. Myco — гриб) — обобщённое название группы длинноцепочечных разветвлённых жирных кислот, имеющие общую формулу R₁-CHOH-CHR₂-COOH, с перекрестными сшивками, содержащие по 60-90 атомов углерода в молекуле (С₆₀-С₉₀). Являются исключительным компонентом клеточной стенки микобактерий, включая патогенную Mycobacterium tuberculosis. Выполняют защитную функцию, благодаря низкой реакционной способности этих кислот, которые делают поверхность микобактерий воскообразной и сильно гидрофобной, а также очень устойчивы к негативному внешнему воздействию. Это способствует их выживанию в экстремальных условиях (кипячение, растворение в серной кислоте итд.). Миколовые кислоты M.tuberculosis являются самыми длинными и имеют наибольшие боковые цепи (С₂₀-С₂₄). Большинство миколовых кислот также содержат различные функциональные группы. Впервые были выделены в 1938 году Андерсоном, Стодолой и Лесюком на кафедре химии Йельского университета из экстракта M.tuberculosis.

Строение на примере M. tuberculosis

M. tuberculosis синтезирует три основных типа миколовых кислот: альфа-, метокси- и кетомиколовые кислоты. Они представляют собой β-гидроксижирные гидрофобные кислоты с длинной α-алкилированной боковой цепью, из которых α-миколовая кислота является самой распространенной формой (>70 %) и представляет собой цис-дициклопропил жирную кислоту. Метокси-миколовые кислоты, содержат несколько метоксигрупп, и составляют около 10-15 % от общего количества миколовых кислот. Кето-миколовые кислоты, в молекулах которых содержатся несколько кетоновых групп, составляют 10-15 % от общего количества миколовых кислот.

Циклопропановое кольцо, входящее в состав миколовых кислот способствует структурной целостности и защищает клеточную стенку микобактерии от окислительного стресса.

Во внутреннем слое, внешней мембраны микобактерий миколовые кислоты ковалентно связаны с полисахаридом арабиногалактаном, образущие с ним комплекс арбиногалактан-миколат. Посредством арабиногалактана, связываются с муреином. Внешний слой образован гликолипидной оболочкой, в которой миколовые кислоты не связаны ковалентно с полисахаридом.

Биосинтез

Наличие миколовых кислот у M. tuberculosis делает её устойчивой ко многим видам медикаментозного лечения, и их синтез абсолютно необходим для выживания этого патогена. Именно по этой причине синтез миколовых кислот был наиболее детально изучен у этого организма. Процесс включает пять стадий, идущих в следующем порядке:

• Синтез C₂₆ насыщенной жирной кислоты ферментом синтаза жирных кислот I типа, которая становится α-алкиловой ветвью миколовой кислоты;
• Синтез C₅₆ жирной кислоты синтазой жирных кислот II типа из которой получается меромиколовая основа;
• Введение в меромиколовую цепь функциональных групп при помощи множества циклопропансинтаз;
• Реакция конденсации α-ветви и меромиколовой цепи ферментом поликетидсинтаза Pks13, после чего происходит финальная реакция синтеза миколовых кислот - восстановление ферментом коринебактериальной миколатредуктазой A (CmrA);
• Соединение остатка миколовой кислоты с арабиногалактаном или другим сахаром, например трегалозой, при помощи комплекса антигена 85 (Ag85);

Синтезы жирных кислот I и II типа тесно связаны между собой, так как первая поставляет субстраты для второй. Синтезированная синтазой I пальмитиновая кислота (С₁₆) переносится на растворимый ацил-переносящий белок при помощи фермента бета-кетоацил-АПБ-синтазы III, после чего поступает к синтазе жирных кислот II типа, где удлиняется до C₅₆ с образованием меромиколовой кислоты. Ингибиторы этого фермента сейчас рассматриваются как потенциальные лекарства для борьбы с туберкулёзом.

Функции

Миколовые кислоты выполняют следующие функции:

• Защитная — от ферментативного расщепления, обезвоживания, химического и теплового воздействия. Снижает эффективность гидрофобных антибиотиков. Позволяет патогену M. tuberculosis расти внутри макрофагов, пряча его от иммунной системы.
• Секреторная — участвуют в выделении фактора вирулентности микобактерий (например, липопротеина Ag85, M.tuberculosis).

Химическая структура миколовых кислот тесно связана с вирулентностью, а любые изменения функциональных групп могут привести к подавлению роста in vivo. Более того, бактерии с мутациями в генах, отвечающих за синтез миколовых кислот проявляют иной тип укладывания в цепи (агрегаты бактерий) нежели дикий тип.

Клиническое значение

Миколовые кислоты необычным образом действуют на процессы воспаления. Например, путём введения мышам природных миколовых кислот удалось подавить у них искусственно вызванную астму и сопутствующий ей иммунный ответ. Тем не менее природные экстракты миколовых кислот сильно гетерогенны и всё же могут вызывать воспаление. Для дальнейших тестов на биологическую активность из природной смеси методом органического синтеза были получены чистые гомологи различных природных миколовых кислот. Один из подклассов обладал очень эффективным противоастматическим действием, с совершенно новым механизмом действия. Сейчас эти соединения интенсивно исследуются. Второй подкласс, наоборот, запускал иммунный ответ (Т-хелперы 1 и Т-хелперы 17), так что эти вещества сейчас планируется использовать как адъюванты для разработки вакцины.

Международное многоцентровое исследование доказало, что деламанид, новый препарат класса нитродигидроимидазооксазолов, подавляет синтез миколовых кислот, и увеличивает конверсию культуры при лечения туберкулёза с множественной лекарственной устойчивостью на отрезке времени в 2 месяца.

Миколовые кислоты Rhodococcus

Миколовые кислоты представителей рода Rhodococcus, некоторым образом отличаются от таковых у M. tuberculosis. В них нет функциональных групп, но вместо этого есть несколько двойных связей. Существуют два профиля миколовых кислот Rhodococcus. К первому относятся жирные кислоты с длинной цепи от 28 до 46 атомов углерода и 0 — 1 ненасыщенной связью. Ко второму относятся жирные жирные кислоты из 34 — 54 атомов углерода с 0 — 4 ненасыщенными связями.

Отрывок, характеризующий Миколовые кислоты

– Ils sont arrives, Marieie, [Они приехали, Мари,] вы знаете? – сказала маленькая княгиня, переваливаясь своим животом и тяжело опускаясь на кресло.
Она уже не была в той блузе, в которой сидела поутру, а на ней было одно из лучших ее платьев; голова ее была тщательно убрана, и на лице ее было оживление, не скрывавшее, однако, опустившихся и помертвевших очертаний лица. В том наряде, в котором она бывала обыкновенно в обществах в Петербурге, еще заметнее было, как много она подурнела. На m lle Bourienne тоже появилось уже незаметно какое то усовершенствование наряда, которое придавало ее хорошенькому, свеженькому лицу еще более привлекательности.
– Eh bien, et vous restez comme vous etes, chere princesse? – заговорила она. – On va venir annoncer, que ces messieurs sont au salon; il faudra descendre, et vous ne faites pas un petit brin de toilette! [Ну, а вы остаетесь, в чем были, княжна? Сейчас придут сказать, что они вышли. Надо будет итти вниз, а вы хоть бы чуть чуть принарядились!]
Маленькая княгиня поднялась с кресла, позвонила горничную и поспешно и весело принялась придумывать наряд для княжны Марьи и приводить его в исполнение. Княжна Марья чувствовала себя оскорбленной в чувстве собственного достоинства тем, что приезд обещанного ей жениха волновал ее, и еще более она была оскорблена тем, что обе ее подруги и не предполагали, чтобы это могло быть иначе. Сказать им, как ей совестно было за себя и за них, это значило выдать свое волнение; кроме того отказаться от наряжения, которое предлагали ей, повело бы к продолжительным шуткам и настаиваниям. Она вспыхнула, прекрасные глаза ее потухли, лицо ее покрылось пятнами и с тем некрасивым выражением жертвы, чаще всего останавливающемся на ее лице, она отдалась во власть m lle Bourienne и Лизы. Обе женщины заботились совершенно искренно о том, чтобы сделать ее красивой. Она была так дурна, что ни одной из них не могла притти мысль о соперничестве с нею; поэтому они совершенно искренно, с тем наивным и твердым убеждением женщин, что наряд может сделать лицо красивым, принялись за ее одеванье.
– Нет, право, ma bonne amie, [мой добрый друг,] это платье нехорошо, – говорила Лиза, издалека боком взглядывая на княжну. – Вели подать, у тебя там есть масака. Право! Что ж, ведь это, может быть, судьба жизни решается. А это слишком светло, нехорошо, нет, нехорошо!
Нехорошо было не платье, но лицо и вся фигура княжны, но этого не чувствовали m lle Bourienne и маленькая княгиня; им все казалось, что ежели приложить голубую ленту к волосам, зачесанным кверху, и спустить голубой шарф с коричневого платья и т. п., то всё будет хорошо. Они забывали, что испуганное лицо и фигуру нельзя было изменить, и потому, как они ни видоизменяли раму и украшение этого лица, само лицо оставалось жалко и некрасиво. После двух или трех перемен, которым покорно подчинялась княжна Марья, в ту минуту, как она была зачесана кверху (прическа, совершенно изменявшая и портившая ее лицо), в голубом шарфе и масака нарядном платье, маленькая княгиня раза два обошла кругом нее, маленькой ручкой оправила тут складку платья, там подернула шарф и посмотрела, склонив голову, то с той, то с другой стороны.
– Нет, это нельзя, – сказала она решительно, всплеснув руками. – Non, Marie, decidement ca ne vous va pas. Je vous aime mieux dans votre petite robe grise de tous les jours. Non, de grace, faites cela pour moi. [Нет, Мари, решительно это не идет к вам. Я вас лучше люблю в вашем сереньком ежедневном платьице: пожалуйста, сделайте это для меня.] Катя, – сказала она горничной, – принеси княжне серенькое платье, и посмотрите, m lle Bourienne, как я это устрою, – сказала она с улыбкой предвкушения артистической радости.
Но когда Катя принесла требуемое платье, княжна Марья неподвижно всё сидела перед зеркалом, глядя на свое лицо, и в зеркале увидала, что в глазах ее стоят слезы, и что рот ее дрожит, приготовляясь к рыданиям.
– Voyons, chere princesse, – сказала m lle Bourienne, – encore un petit effort. [Ну, княжна, еще маленькое усилие.]
Маленькая княгиня, взяв платье из рук горничной, подходила к княжне Марье.
– Нет, теперь мы это сделаем просто, мило, – говорила она.
Голоса ее, m lle Bourienne и Кати, которая о чем то засмеялась, сливались в веселое лепетанье, похожее на пение птиц.
– Non, laissez moi, [Нет, оставьте меня,] – сказала княжна.
И голос ее звучал такой серьезностью и страданием, что лепетанье птиц тотчас же замолкло. Они посмотрели на большие, прекрасные глаза, полные слез и мысли, ясно и умоляюще смотревшие на них, и поняли, что настаивать бесполезно и даже жестоко.
– Au moins changez de coiffure, – сказала маленькая княгиня. – Je vous disais, – с упреком сказала она, обращаясь к m lle Bourienne, – Marieie a une de ces figures, auxquelles ce genre de coiffure ne va pas du tout. Mais du tout, du tout. Changez de grace. [По крайней мере, перемените прическу. У Мари одно из тех лиц, которым этот род прически совсем нейдет. Перемените, пожалуйста.]
– Laissez moi, laissez moi, tout ca m'est parfaitement egal, [Оставьте меня, мне всё равно,] – отвечал голос, едва удерживающий слезы.
M lle Bourienne и маленькая княгиня должны были признаться самим себе, что княжна. Марья в этом виде была очень дурна, хуже, чем всегда; но было уже поздно. Она смотрела на них с тем выражением, которое они знали, выражением мысли и грусти. Выражение это не внушало им страха к княжне Марье. (Этого чувства она никому не внушала.) Но они знали, что когда на ее лице появлялось это выражение, она была молчалива и непоколебима в своих решениях.
– Vous changerez, n'est ce pas? [Вы перемените, не правда ли?] – сказала Лиза, и когда княжна Марья ничего не ответила, Лиза вышла из комнаты.
Княжна Марья осталась одна. Она не исполнила желания Лизы и не только не переменила прически, но и не взглянула на себя в зеркало. Она, бессильно опустив глаза и руки, молча сидела и думала. Ей представлялся муж, мужчина, сильное, преобладающее и непонятно привлекательное существо, переносящее ее вдруг в свой, совершенно другой, счастливый мир. Ребенок свой, такой, какого она видела вчера у дочери кормилицы, – представлялся ей у своей собственной груди. Муж стоит и нежно смотрит на нее и ребенка. «Но нет, это невозможно: я слишком дурна», думала она.
– Пожалуйте к чаю. Князь сейчас выйдут, – сказал из за двери голос горничной.
Она очнулась и ужаснулась тому, о чем она думала. И прежде чем итти вниз, она встала, вошла в образную и, устремив на освещенный лампадой черный лик большого образа Спасителя, простояла перед ним с сложенными несколько минут руками. В душе княжны Марьи было мучительное сомненье. Возможна ли для нее радость любви, земной любви к мужчине? В помышлениях о браке княжне Марье мечталось и семейное счастие, и дети, но главною, сильнейшею и затаенною ее мечтою была любовь земная. Чувство было тем сильнее, чем более она старалась скрывать его от других и даже от самой себя. Боже мой, – говорила она, – как мне подавить в сердце своем эти мысли дьявола? Как мне отказаться так, навсегда от злых помыслов, чтобы спокойно исполнять Твою волю? И едва она сделала этот вопрос, как Бог уже отвечал ей в ее собственном сердце: «Не желай ничего для себя; не ищи, не волнуйся, не завидуй. Будущее людей и твоя судьба должна быть неизвестна тебе; но живи так, чтобы быть готовой ко всему. Если Богу угодно будет испытать тебя в обязанностях брака, будь готова исполнить Его волю». С этой успокоительной мыслью (но всё таки с надеждой на исполнение своей запрещенной, земной мечты) княжна Марья, вздохнув, перекрестилась и сошла вниз, не думая ни о своем платье, ни о прическе, ни о том, как она войдет и что скажет. Что могло всё это значить в сравнении с предопределением Бога, без воли Которого не падет ни один волос с головы человеческой.


Когда княжна Марья взошла в комнату, князь Василий с сыном уже были в гостиной, разговаривая с маленькой княгиней и m lle Bourienne. Когда она вошла своей тяжелой походкой, ступая на пятки, мужчины и m lle Bourienne приподнялись, и маленькая княгиня, указывая на нее мужчинам, сказала: Voila Marie! [Вот Мари!] Княжна Марья видела всех и подробно видела. Она видела лицо князя Василья, на мгновенье серьезно остановившееся при виде княжны и тотчас же улыбнувшееся, и лицо маленькой княгини, читавшей с любопытством на лицах гостей впечатление, которое произведет на них Marie. Она видела и m lle Bourienne с ее лентой и красивым лицом и оживленным, как никогда, взглядом, устремленным на него; но она не могла видеть его, она видела только что то большое, яркое и прекрасное, подвинувшееся к ней, когда она вошла в комнату. Сначала к ней подошел князь Василий, и она поцеловала плешивую голову, наклонившуюся над ее рукою, и отвечала на его слова, что она, напротив, очень хорошо помнит его. Потом к ней подошел Анатоль. Она всё еще не видала его. Она только почувствовала нежную руку, твердо взявшую ее, и чуть дотронулась до белого лба, над которым были припомажены прекрасные русые волосы. Когда она взглянула на него, красота его поразила ее. Анатопь, заложив большой палец правой руки за застегнутую пуговицу мундира, с выгнутой вперед грудью, а назад – спиною, покачивая одной отставленной ногой и слегка склонив голову, молча, весело глядел на княжну, видимо совершенно о ней не думая. Анатоль был не находчив, не быстр и не красноречив в разговорах, но у него зато была драгоценная для света способность спокойствия и ничем не изменяемая уверенность. Замолчи при первом знакомстве несамоуверенный человек и выкажи сознание неприличности этого молчания и желание найти что нибудь, и будет нехорошо; но Анатоль молчал, покачивал ногой, весело наблюдая прическу княжны. Видно было, что он так спокойно мог молчать очень долго. «Ежели кому неловко это молчание, так разговаривайте, а мне не хочется», как будто говорил его вид. Кроме того в обращении с женщинами у Анатоля была та манера, которая более всего внушает в женщинах любопытство, страх и даже любовь, – манера презрительного сознания своего превосходства. Как будто он говорил им своим видом: «Знаю вас, знаю, да что с вами возиться? А уж вы бы рады!» Может быть, что он этого не думал, встречаясь с женщинами (и даже вероятно, что нет, потому что он вообще мало думал), но такой у него был вид и такая манера. Княжна почувствовала это и, как будто желая ему показать, что она и не смеет думать об том, чтобы занять его, обратилась к старому князю. Разговор шел общий и оживленный, благодаря голоску и губке с усиками, поднимавшейся над белыми зубами маленькой княгини. Она встретила князя Василья с тем приемом шуточки, который часто употребляется болтливо веселыми людьми и который состоит в том, что между человеком, с которым так обращаются, и собой предполагают какие то давно установившиеся шуточки и веселые, отчасти не всем известные, забавные воспоминания, тогда как никаких таких воспоминаний нет, как их и не было между маленькой княгиней и князем Васильем. Князь Василий охотно поддался этому тону; маленькая княгиня вовлекла в это воспоминание никогда не бывших смешных происшествий и Анатоля, которого она почти не знала. M lle Bourienne тоже разделяла эти общие воспоминания, и даже княжна Марья с удовольствием почувствовала и себя втянутою в это веселое воспоминание.