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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.110.185 |
パブケム CID
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| Ｃ５３Ｈ９３Ｎ７Ｏ１３ | |
| モル質量 | 1036.3グラム/モル |
| 表面張力： | |
| 9.4 × 10 −6 M (pH 8.7) [1] | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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| 識別子 | |
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| シンボル | 該当なし |
| TCDB | 1.D.11 |
| OPMスーパーファミリー | 163 |
| OPMタンパク質 | 2npv |
サーファクチンは環状リポペプチドで、界面活性剤としての能力があるため、抗生物質としてよく使用されます。[2]親水性および疎水性環境に耐えることができる両親媒性物質です。グラム陽性細菌種である枯草菌は、競合相手に対する抗生物質効果のためにサーファクチンを生成します。[3]サーファクチンは、抗菌、抗ウイルス、抗真菌、溶血効果を発揮します。[4]
構造と合成
この構造は、7つのアミノ酸（L-グルタミン酸、L-ロイシン、D-ロイシン、L-バリン、L-アスパラギン酸、D-ロイシン、およびL-ロイシン）のペプチドループと、長さが可変で炭素原子が13〜15個のβ-ヒドロキシ脂肪酸で構成されています。[5]グルタミン酸とアスパラギン酸残基は、リングに親水性の特性と負電荷を与えます。逆に、バリン残基は脂肪酸鎖に面して下方に伸び、主要な疎水性ドメインを形成します。臨界ミセル濃度（CMC）以下では、脂肪酸テールは溶液中に自由に伸び、ミセル内で疎水性相互作用に関与します。[6]この抗生物質は、線状非リボソームペプチド合成酵素、サーファクチン合成酵素（Q04747 ）によって合成されます。溶液中では特徴的な「馬の鞍」構造（PDB: 2NPV）を持ち、これがその広範囲にわたる生物学的活性を説明しています。[7] [8]
物理的特性
表面張力
サーファクチンは、他の界面活性剤と同様に、溶解している液体の表面張力に影響を与えます。20 μMという低濃度で、水の表面張力を72 mN/mから27 mN/mに下げることができます。 [9]サーファクチンは、水分子間の分子間空間を占有することでこの効果を発揮し、隣接する水分子間の引力、主に水素結合を減少させて溶液の流動性を高めます。この特性により、サーファクチンやその他の界面活性剤は洗剤や石鹸として有用です。[10]
分子メカニズム
サーファクチンがどのように作用するかについては3つの仮説が有力である。[11]
陽イオンキャリア効果
陽イオンキャリア効果は、サーファクチンが一価および二価陽イオンを有機バリアを通して駆動する能力によって特徴付けられる。2つの酸性残基アスパラギン酸とグルタミン酸は「爪」を形成し、ミセル形成の組み立てテンプレートとして使用されるCa 2+イオンなどの二価陽イオンを安定化する。サーファクチンが外側のシートを貫通すると、その脂肪酸鎖がリン脂質のアシル鎖と相互作用し、そのヘッドグループをリン脂質の極性ヘッドに向ける。陽イオンが付着すると、複合体はフリッパーゼ酵素を使用してビリピド層を通過する。ヘッドグループは内側のシートのリン脂質と整列し、脂肪酸鎖はリン脂質のアシル鎖と相互作用する。その後、陽イオンは細胞内媒体に送達される。[12]
毛穴形成効果
孔形成（イオンチャネル）効果は、陽イオンチャネルの形成によって特徴付けられる。サーファクチンは細胞膜を横切ることができないため、膜内で自己会合する必要がある。内葉と外葉の間を横断するのに必要な活性化エネルギーが最小限である非荷電膜に焦点を当てた仮説によれば、分子の自己集合によってチャネル構造が形成される。[11]
洗剤効果
界面活性剤効果は、サーファクチンの脂肪酸鎖をリン脂質層に挿入する能力を利用しており、細胞膜を乱して透過性を高めます。[13]膜に複数のサーファクチン分子を挿入すると、自己会合による混合ミセルの形成と、脂肪鎖の疎水性の影響を受けた二重層の形成につながり、最終的に二重層の可溶化につながります。[14]
生物学的特性
抗菌・抗ウイルス作用
サーファクチンは、グラム染色分類に関係なく、すべての細菌の細胞膜の透過性を高める洗剤のような活性を持つ広域スペクトルの抗生物質です。[15]サーファクチンの最小発育阻止濃度（MIC）は12〜50μg/mlです。[16]
サーファクチンはウイルスエンベロープ脂質を分解し、内部カプシドにイオンチャネルを形成する能力もあり、実験的証拠によりHIVとHSVの阻害が示されています。しかし、サーファクチンはウイルスが宿主細胞の外にある場合にのみウイルスを分解できます。さらに、環境がタンパク質と脂質で満たされている場合、サーファクチンは緩衝効果に直面し、抗ウイルス活性が低下します。[17]
毒性
サーファクチンは非特異的な細胞毒性を持ち、すべての細胞に存在するリン脂質二重層を破壊して溶解を引き起こします。サーファクチンは、 LD50の40～80μM以上の濃度で血管内抗生物質としてヒトに注入されると、溶血作用を示します。 [18]
参照
参考文献
- ^ 石上 勇、オスマン M、中原 秀、佐野 勇、石黒 亮、松本 正 (1995 年 7 月)。「サーファクチンのミセル化と表面吸着における β シート形成の重要性」。コロイドと表面 B: バイオインターフェイス。4 ( 6): 341–348。doi :10.1016/0927-7765(94)01183-6。
- ^ Mor, A. ペプチドベースの抗生物質：激化する抗菌薬耐性への潜在的な解決策。Drug Develop. Res. (2000) 50 : 440–447。
- ^ Peypoux F, Bonmatin JM, Wallach J (1999年5月). 「サーファクチンの生化学における最近の動向」.応用微生物学およびバイオテクノロジー. 51 (5): 553–63. doi :10.1007/s002530051432. PMID 10390813. S2CID 35677695.
- ^ Singh P 、Cameotra SS（2004年3月）。「微生物界面活性剤のバイオメディカルサイエンスへの潜在的応用」。Trends in Biotechnology。22（3）：142–6。doi ：10.1016/j.tibtech.2004.01.010。PMID 15036865 。
- ^ Bonmatin JM、Laprévote O、Peypoux F (2003 年 9 月)。「微生物環状リポペプチドの多様性: イチュリンとサーファクチン。新しい生物活性剤を設計するための活性構造関係」。コンビナトリアルケミストリー & ハイ スループット スクリーニング。6 (6): 541–56。doi : 10.2174 /138620703106298716。PMID 14529379 。
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