Cinnamycin
સિનામાઈસિન એ સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસીસ સિનામોનિયસ દ્વારા ઉત્પાદિત ટેટ્રાસાયક્લિક એન્ટીબેક્ટેરિયલ પેપ્ટાઇડ છે જેમાં 19 એમિનો એસિડ અવશેષો છે જેમાં અસામાન્ય એમિનો એસિડ થ્રેઓ-3-મિથાઈલ-લેન્થિયોનિન, મેસો-લેન્થિયોનિન, લાઇસીનોએલાનિન અને 3-હાઇડ્રોક્સાયાસ્પાર્ટિક એસિડનો સમાવેશ થાય છે. સિનામાઈસિન લેન્ટીબાયોટિક્સ તરીકે ઓળખાતા અણુઓના વર્ગને અનુસરે છે જે રાઇબોસોમલી સંશ્લેષિત પોસ્ટ-ટ્રાન્સલેશનલલી મોડિફાઇડ પેપ્ટાઇડ્સ સાથે સંબંધિત છે. સિનામાઈસિન માટેનું અનન્ય રીસેપ્ટર ફોસ્ફેટિડિલેથેનોલામાઇન (પી. ઈ.) લિપિડ્સ છે જે ઘણા બેક્ટેરિયલ કોષ પટલમાં હાજર એક મુખ્ય સંયોજન છે. સિનામાઈસિનને સૌપ્રથમ 1952માં અલગ કરવામાં આવ્યું હતું અને સમાન ક્રમ અને માળખા ધરાવતા કેટલાક અન્ય સંયોજનો પાછળથી મળી આવ્યા હતા. માળખું સિનામાઈસિન એક સઘન ગોળાકાર માળખું ધરાવે છે અને તે નીચેના સામાન્ય એમિનો એસિડ ક્રમથી બનેલું છેઃ અલા-આર્ગ-ગ્લોન-અલા-આલા-ફે-ગ્લાય-પ્રો-ફે-અબુ-ફે-વાલ-અલા-એસ્પ-ગ્લાય-અસોન-અબુ-લિસ કરોડરજ્જુના એમિનો એસિડના અવશેષો એક મેસોલેન્થિઓનાઇન (લેન), બે (2એસ, 3એસ, 6આર)-3-મેથિલેન્થિઓનાઇન્સ (મેલાન) અને એક (2એસ, 8એસ)-લિસીનોએલાનાઇન (લાઇસલા) બ્રિજ સહિત ચાર પુલો દ્વારા જોડાયેલા છે. સિસ્ટીન સાથે સેરીન અને થ્રેઓનિનનું સાઇડ ચેઇન ક્રોસ-લિંકિંગ અનુક્રમે મેસોલેન્થિઓનાઇન (લેન) અને મિથાઇલેન્થિઓનાઇન (મેલાન) ઉત્પન્ન કરે છે. લાઇસીનોએલાનાઇન બ્રિજ સાથે આ થિયોલ બ્રિજની હાજરી સિનામાઈસિનને સુવ્યવસ્થિત ત્રિ-પરિમાણીય માળખા સાથે સૌથી નાના પેપ્ટાઇડ્સમાંથી એક બનાવે છે. એન. એમ. આર. પ્રયોગોના આધારે, સિનામાઈસિનના બંધનકર્તા પોકેટમાં 7-14 એમિનો એસિડ અવશેષો હોય છે જે સબસ્ટ્રેટ ફોસ્ફેટિડિલેથેનોલામાઇન (PE) ને સમાવી શકે છે. બંધનકર્તા પોકેટનું આ નાનું કદ સિનામાઈસિનને તેના રીસેપ્ટર (પી. ઈ.) માટે વિશિષ્ટ બનાવે છે. જો કે અવશેષ 15 પર એરિથો-3-હાઈડ્રોક્સી-એલ-એસ્પાર્ટિક એસિડ (હાયએએસપી) નું કાર્ય ખૂબ સ્પષ્ટ નથી. પેપ્ટાઇડ્સ ડ્યુરામાઇસીન અને એન્કોવેનિનને પણ સિનામાઇસીનના પરિવાર સાથે સંકળાયેલા હોવાનું ગણી શકાય. આ પેપ્ટાઇડ્સમાં એક લેન, બે મેલાન અને લાઇઝ-19 અને સેર-6 વચ્ચે અસામાન્ય લાઇસીનોએલનિન પુલ સાથે ગોળાકાર 19 એએ પેપ્ટાઇડ્સ જેવી જ રચના પણ હોય છે. તેઓ સ્થિતિ 15 માં ફેરફાર પણ દર્શાવે છે, એક એસ્પાર્ટેટ હાઇડ્રોક્સિલેશન જે એરિથ્રો-3-હાઇડ્રોક્સિ-એસ્પાર્ટિક એસિડ આપે છે. સિનામાઈસિન જૂથમાં, એન્કોવેનિન એ સૌથી અલગ પ્રકાર છે કારણ કે તેમાં એસ્પાર્ટેટ 15 ફેરફાર અને લાઇસિન-એલનાઇન બ્રિજ નથી. રિસેપ્ટર-મોલેક્યુલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ Cinnamycin પસંદગીયુક્ત રીતે તેના રીસેપ્ટર ફોસ્ફેટિડિલેથેનોલામાઇન (PE) સાથે જોડાય છે જે 1:1 સ્ટોઇકિયોમેટ્રી સાથે પ્લાઝ્મા પટલના આંતરિક સ્તરમાં રહે છે. એન. એમ. આર. અભ્યાસોના આધારે, એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે પી. ઈ. માટે સિનામાઈસિનની આ પસંદગી પી. ઈ. હેડ ગ્રૂપના પ્રાથમિક એમોનિયમ ગ્રૂપને પેપ્ટાઇડ સપાટી પરના નાના બંધનકર્તા ખિસ્સામાં બાંધવાને કારણે છે, જે ફોસ્ફેટિડિલકોલાઇન જેવા મોટા હેડ ગ્રૂપને સમાવી શકતા નથી. Cinamycin મુખ્યત્વે PE સાથે લિપિડ એમોનિયમ અને Phe7 અને Val13 ના બેકબોન કાર્બોનિલ વચ્ચે રચાયેલા હાઇડ્રોજન-બંધન નેટવર્ક દ્વારા સંપર્ક કરે છે. પીઇ એમોનિયમ જૂથ હાયએએસપી15ના હાઇડ્રોક્સિલ અને કાર્બોક્સિલેટ જૂથો સાથે પણ સંપર્ક કરે છે. આ એમોનિયમ-બંધનકર્તા સ્થળ ઉપરાંત, 10−13 અવશેષોના બેકબોન એમાઇડ હાઇડ્રોજન પણ લિપિડ ફોસ્ફેટને બાંધવામાં મહત્વપૂર્ણ છે. એવું પણ નોંધવામાં આવ્યું છે કે ડ્યુરામાઇસીન અને સિનામાઇસીન ટ્રાન્સબિલેયર લિપિડ હિલચાલને પ્રેરિત કરીને પટલ બંધનને પ્રોત્સાહન આપે છે અને બંધન પર PE હાજર પટલની વળાંકમાં ફેરફાર કરે છે કારણ કે સિનામાઇસીન પ્રાધાન્યમાં અત્યંત વક્ર લિપિડ પટલ સાથે જોડાય છે. સિનામાઈસિન જનીન સમૂહ-સિન આનુવંશિક અભ્યાસોએ જાહેર કર્યું છે કે ચાર જનીનો cinA, cinM, cinX અને cinorf7 સિનામાઈસિનના જૈવસંશ્લેષણમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. cinA એ cinnamycin પુરોગામી પેપ્ટાઇડને એન્કોડ કરે છે. સી. આઈ. એન. એમ. જનીન દ્વારા એન્કોડેડ લેન. એમ. પરિવારના પ્રોટીન પ્રોપેપ્ટાઇડમાં સેરીન અને થ્રેઓનિન અવશેષોના નિર્જલીકરણ માટે જવાબદાર છે અને ત્યારબાદ લેન્થિયોનિન બ્રિજની રચના થાય છે. સિનએક્સ એ પ્રોટીનને એન્કોડ કરે છે જે 15મા સ્થાને એસ્પાર્ટેટના હાઇડ્રોક્સિલેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. વધુમાં લિસિનોલાનાઇન બ્રિજની રચનામાં સિનોર્ફ 7 નિર્ણાયક હોવાનું સૂચવવામાં આવ્યું છે. બાયોસિંથેસિસ લેન્ટીબાયોટિક્સ એ રાઇબોસોમલી સંશ્લેષિત, પોસ્ટ-ટ્રાન્સલેશનલી મોડિફાઇડ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પેપ્ટાઇડ્સનું એક જૂથ છે, જેમાં લાક્ષણિક લેન્થિઓનાઇન (લેન) અને મિથાઈલેન્થિઓનાઇન (મેલાન) થિયોઇથર ક્રોસ લિંક્સ છે. સિનામાઈસિનનું જૈવસંશ્લેષણ સિન બાયોસિન્થેટિક જનીન સમૂહ દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે અને સંશ્લેષણ ત્યારે શરૂ થાય છે જ્યારે માળખાકીય જનીન લેનએ અગ્રદૂત પેપ્ટાઇડને એન્કોડ કરે છે જે "લીડર પેપ્ટાઇડ" તરીકે ઓળખાતા એન-ટર્મિનલ એક્સ્ટેંશન ધરાવે છે જે 59 એમિનો એસિડ અવશેષો લાંબા હોય છે જે સી-ટર્મિનલ પ્રોપેપ્ટાઇડ પર પ્રક્રિયા કરવા માટે વિવિધ ઉત્સેચકો દ્વારા ઓળખાય છે જે 19 એમિનો એસિડ અવશેષો લાંબા હોય છે અને અનુવાદ પછીના ફેરફારો દ્વારા સિનામાઈસિનમાં રૂપાંતરિત થશે. લેન/મેલાન પુલોની રચનામાં પ્રથમ પગલું એ છે કે અનુક્રમે ડિહાઇડ્રોએલાનાઇન (ડી. એચ. એ.) અને ડિહાઇડ્રોબ્યુટ્રાઇન (ડી. એચ. બી.) ઉત્પન્ન કરવા માટે સેરીન અને થ્રેઓનિન અવશેષોનું નિર્જલીકરણ. આ થાઇઓથર બ્રિજની રચના કરવા માટે પડોશી સિસ્ટીન અવશેષો સાથે ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર માઈકલ એડિશનમાંથી પસાર થાય છે. સિનામાઈસિન વર્ગ II લેન્ટીબાયોટિક્સ સાથે સંબંધિત છે, જેમાં નિર્જલીકરણ અને ચક્રીયકરણ બંનેને લેનએમ નામના દ્વિ-કાર્યાત્મક ઉત્સેચક દ્વારા ઉત્પ્રેરિત કરવામાં આવે છે. કોર પેપ્ટાઇડ પર પ્રક્રિયા કર્યા પછી, લીડર પેપ્ટાઇડને પરિપક્વ પેપ્ટાઇડમાંથી પ્રોટીઓલિટિક રીતે અલગ કરવામાં આવે છે. સિનામાઇસીનના અનુવાદ પછીના ફેરફારોમાં લેન્થિઓનાઇન બ્રિજની રચના, લાઇસિન 19 અને સેરીન 6 વચ્ચે લાઇસીનોએલાનાઇન (લાલ) બ્રિજની રચના અને 15મા સ્થાને એલ-એસ્પાર્ટેટનું હાઇડ્રોક્સિલેશન સામેલ છે. મોટાભાગના વર્ગ II માં લેન્ટીબાયોટિક્સ જી. જી. અથવા જી. એ. પ્રોટીઝ ક્લેવેજ મોટિફ હાજર હોય છે જ્યારે સિનામાઈસિનમાં એ. એક્સ. એ. મોટિફ અગ્રણી ક્રમ અને સી. આઈ. એન. એ. ના મુખ્ય પ્રદેશ વચ્ચે હાજર હોય છે. જનીન સમૂહમાં સિનામાઈસિન વિશિષ્ટ-પ્રોટીઝ ગેરહાજર હોય છે અને તેથી ક્રમને સામાન્ય સ્ત્રાવ (સેકન્ડ) માર્ગના પ્રકાર I સિગ્નલ પેપ્ટિડેઝ દ્વારા ઓળખવામાં આવે છે. એસ. પી. હાઇડ્રોક્સિલેશન અને લાલ પુલની રચના માટે જવાબદાર ઉત્સેચકો હજુ શોધવાના બાકી છે. રોગપ્રતિકારક તંત્ર એક અનન્ય રોગપ્રતિકારક તંત્ર તેના પોતાના ઉત્પાદનમાંથી અવરોધક ક્રિયાઓ સામે સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસીસ સિનામોનિયસ ઉત્પન્ન કરતી તાણમાં હાજર છે. સામાન્ય રીતે સિનામાઇસીન ફોસ્ફેટિડિલેથેનોલામાઇન સાથે જોડાણ કરીને તેની એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્રવૃત્તિ કરે છે જે સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસેટ્સમાં મુખ્ય પટલ લિપિડ છે. ઉત્પાદક તાણને બચાવવા માટે, સિનોર્ફ 10 જનીન પી. ઈ. મોનોમિથાઇલટ્રાન્સફેરેઝને એન્કોડ કરે છે જે પી. ઈ. મિથાઇલેશન પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. સિનોર્ફ 10 દ્વારા આ અનુલેખન સિનામાઇસિનના ખૂબ જ નીચા સ્તરે શરૂ થાય છે જેથી સિનામાઇસિનના ઉચ્ચ-સ્તરના ઉત્પાદન પહેલાં નોંધપાત્ર માત્રામાં પી. ઈ. મિથાઇલેટેડ થાય તેની ખાતરી કરી શકાય. સિનામાઈસિન-પી. ઈ. સંકુલની રચનાના આધારે, મોનોમિથાઇલેટેડ પી. ઈ. સિનામાઈસિનના બંધનકર્તા ખિસ્સામાં બંધબેસતું નથી અને અવરોધક ક્રિયાને હવે ટેકો આપવામાં આવશે નહીં. 1991માં જંગ દ્વારા કરવામાં આવેલા વર્ગીકરણના આધારે સિનામાઈસિન જેવા સંયોજનો એ અને બી પ્રકાર તરીકે બે પ્રકારના લેન્ટીબાયોટિક્સ છે. પ્રકાર A લેન્ટીબાયોટિક્સ વિસ્તરેલ, લવચીક, લાકડી જેવા અણુઓ છે જે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે અને છિદ્રોની રચના દ્વારા બેક્ટેરિયલ પટલ પર કાર્ય કરે છે. તેનાથી વિપરીત પ્રકાર બી લેન્ટીબાયોટિક્સમાં લાક્ષણિકતા હેડ-ટુ-ટેલ ક્રોસ લિંકેજની હાજરીને કારણે લવચીક ગોળાકાર માળખું હોય છે. અણુઓનું આ જૂથ નકારાત્મક ચાર્જ અથવા કોઈ ચોખ્ખો ચાર્જ ધરાવતું નથી અને કોષ દિવાલના જૈવસંશ્લેષણમાં સામેલ વિવિધ ઉત્સેચકોમાં દખલ કરે છે. સિનામાઈસિન પ્રકાર બી લેન્ટીબાયોટિક્સ ડ્યુરામાઇસિન, ડ્યુરામાઇસિન બી, ડ્યુરામાઇસિન સી અને એન્કોવેનિન સાથે નજીકથી સંબંધિત છે. આ સંયોજનો બધા 19-એએ પ્રોપેપ્ટાઇડ્સમાંથી મેળવવામાં આવે છે અને તેમાં એક લેન, બે મેલાન અને લાયસ-19 અને સેર-6 વચ્ચે એક અસામાન્ય લાયસિનોએલાનાઇન બ્રિજ હોય છે અને પોઝિશન 15 પર એક એરિથ્રો-3-હાઈડ્રોક્સી-એલ-એસ્પાર્ટિક એસિડ હોય છે જે સિનામાઈસિન અને તેના જૈવિક લક્ષ્ય ફોસ્ફેટિડિલેથેનોલામાઇન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં મધ્યસ્થી કરે છે અને તેથી તેમની એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્રવૃત્તિ માટે મહત્વપૂર્ણ છે. તે બધા એક્ટિનોમાઇસેટ્સ, ડ્યુરામાઇસિન્સ અને સિનામાઇસિન દ્વારા ફક્ત સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસેટ્સ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. જૈવિક પ્રવૃત્તિઓ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ ગુણધર્મો ઉપરાંત, સિનામાઈસિન જેવા પેપ્ટાઇડ્સ એન્જીયોટેન્સિન-કન્વર્ટિંગ એન્ઝાઇમ, ફોસ્ફોલિપેઝ એ 2 ની પ્રવૃત્તિ, હર્પીસ સિમ્પ્લેક્સ વાયરસ, પ્રોસ્ટાગ્લાન્ડિન અને લ્યુકોટ્રીન બાયોસિન્થેસિસનો પ્રસાર સામે અવરોધક ક્રિયાઓ દર્શાવે છે. વધુમાં તે બેસિલસ સબટિલિસ, એનારોબિક બેક્ટેરિયા, ફૂગ અને યીસ્ટની વૃદ્ધિને અટકાવે છે (જોકે ઓછી તીવ્રતા સાથે). આ પેપ્ટાઇડ્સ બ્લડ પ્રેશર નિયમન, બળતરા અને વાયરલ ચેપની સારવારમાં પણ સક્ષમ છે. આ અણુઓમાં ચાર ચક્રીયકરણ ઘટનાઓ દ્વારા સુવ્યાખ્યાયિત પોકેટનો સમાવેશ થાય છે અને ઉચ્ચ આકર્ષણ અને પસંદગી સાથે ફોસ્ફેટિડિલેથેનોલામાઇન (પી. ઈ.) ને ઓળખે છે. પી. ઈ. લિપિડ્સ સાથે પસંદગીયુક્ત રીતે જોડાવાની આ ક્ષમતા સિનામાઈસિનને કેન્સરના કોષો જેવા પી. ઈ. ધરાવતા પટલનું સ્થાન શોધવા અને તેમને વિક્ષેપિત કરવા માટે એક આદર્શ તપાસ બનાવે છે. ડ્યુરામાઇસીન અને સિનામાઇસીન જેવા સંયોજનો જે ઘણા આવરણવાળા વાયરસના પ્રવેશ માટે જરૂરી ફોસ્ફેટિડિલસેરિન રીસેપ્ટર્સ સાથેના પી. ઈ. જોડાણને વિક્ષેપિત કરે છે તે બ્રોડ-સ્પેક્ટ્રમ એન્ટિવાયરલ પ્રવૃત્તિ માટે આશાસ્પદ વ્યૂહરચના છે. સિનામાઈસિન 1:1 ગુણોત્તર પર ઉચ્ચ વિશિષ્ટતા સાથે ફોસ્ફોલિપેઝ A2, ફોસ્ફેટિડિલેથેનોલામાઇન (PE) ના સબસ્ટ્રેટ સાથે જોડાય છે અને આ બંધન આયન ચેનલોની કામગીરીમાં ફેરફાર કરે છે. આ સુવિધાનો ઉપયોગ ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગમાં સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસની સારવાર માટે થાય છે. વધુમાં, પી. એલ. એ. 2 કોષ પટલમાં ફોસ્ફોલિપિડ્સમાંથી એરાકિડોનિક એસિડને મુક્ત કરવા માટેની પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, જે બળતરા સાથે સંકળાયેલા ઇકોસાનોઇડ્સના સંશ્લેષણ માટે અગ્રદૂત છે. આવા લેન્ટીબાયોટિક્સનો ઉપયોગ બળતરા પ્રક્રિયાઓના નિયમનમાં પણ થઈ શકે છે. પી. એલ. એ. 2 નું અવરોધ એથરોસ્ક્લેરોસિસ, ડાયાબિટીસ અને કેન્સર જેવા કેટલાક રોગોની સારવાર સાથે પણ સંકળાયેલું છે. સંદર્ભો લેન્ટીબાયોટિક્સ 4 રિંગ્સ સાથે હેટેરોસાયક્લિક સંયોજનો ચક્રીય પેપ્ટાઇડ્સ