Biosynthesis of doxorubicin
ડોક્સોરોબિસિન (ડીએક્સઆર) એ ડૌનોરોબિસિનનું 14-હાઇડ્રોક્સિલેટેડ વર્ઝન છે, જે તેના બાયોસિન્થેટિક માર્ગમાં ડીએક્સઆરનું તાત્કાલિક પુરોગામી છે. ડૌનોરૂબિસિન કુદરતી ઉત્પાદન તરીકે વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે કારણ કે તે સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસીસના વિવિધ જંગલી પ્રકારનાં તાણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. તેનાથી વિપરીત, માત્ર એક જાણીતી બિન-જંગલી પ્રકારની પ્રજાતિ, સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસીસ પ્યુસેટિયસ પેટાજાતિ સીઝિયસ એટીસીસી 27952, શરૂઆતમાં વધુ વ્યાપક રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ડોક્સોરોબિસિનનું ઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ હોવાનું જણાયું હતું. આ તાણ આર્કેમોન એટ અલ દ્વારા બનાવવામાં આવી હતી. 1969માં ઓછામાં ઓછા શોધી શકાય તેવી માત્રામાં, ડી. એક્સ. આર. નહીં પણ ડૌનોરૂબિસિન ઉત્પન્ન કરતા તાણમાં પરિવર્તન કરીને. ત્યારબાદ, હચિન્સનના જૂથે દર્શાવ્યું કે ખાસ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં, અથવા આનુવંશિક ફેરફારોની રજૂઆત દ્વારા, સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસીસના અન્ય તાણ ડોક્સોરોબિસિનનું ઉત્પાદન કરી શકે છે. તેમના જૂથે ડી. એક્સ. આર. ઉત્પાદન માટે જરૂરી ઘણા જનીનોની ક્લોન પણ કરી છે, જો કે તે બધાની સંપૂર્ણ લાક્ષણિકતા નથી. 1996 માં, સ્ટ્રોહલના જૂથે ડોક્સ A ની શોધ, અલગ અને લાક્ષણિકતા આપી, જે જનીન એન્ઝાઇમને એન્કોડિંગ કરે છે જે ડૌનોરૂબિસિનને DXR માં રૂપાંતરિત કરે છે. 1999 સુધીમાં, તેઓએ સાયટોક્રોમ P450 ઓક્સિડેઝ, રિકોમ્બિનન્ટ ડોક્સ A નું ઉત્પાદન કર્યું અને જાણવા મળ્યું કે તે DXR બાયોસિન્થેસિસમાં બહુવિધ પગલાંઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, જેમાં ડૌનોરોબિસિન તરફ દોરી જતા પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છે. આ નોંધપાત્ર હતું કારણ કે તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું હતું કે તમામ ડાઉનોરૂબિસિન ઉત્પન્ન કરતા તાણમાં ડી. એક્સ. આર. ઉત્પન્ન કરવા માટે જરૂરી જનીનો હોય છે, જે બંનેમાંથી વધુ ઉપચારાત્મક રીતે મહત્વપૂર્ણ છે. હચિન્સનના જૂથે તેના વ્યાવસાયિક ઉત્પાદનમાં ઉપયોગમાં લેવાતી આથો લાવવાની પ્રક્રિયામાંથી ડી. એક્સ. આર. ની ઉપજમાં સુધારો કરવા માટેની પદ્ધતિઓ વિકસાવી, માત્ર ડોક્સ એ એન્કોડિંગ પ્લાઝમિડ રજૂ કરીને જ નહીં, પરંતુ ડી. એક્સ. આર. ના અગ્રદૂતને ઓછા ઉપયોગી ઉત્પાદનોમાં ફેરવતા ઉત્સેચકોને નિષ્ક્રિય કરવા માટે પરિવર્તન રજૂ કરીને પણ, ઉદાહરણ તરીકે બૌમાઇસિન જેવા ગ્લાયકોસાઇડ્સ. કેટલાક ટ્રિપલ મ્યુટન્ટ્સ, જેમણે ડોક્સ A ને વધુ પડતું વ્યક્ત કર્યું હતું, તેઓ DXR ની ઉપજને બમણી કરવામાં સક્ષમ હતા. આ શૈક્ષણિક રસ કરતાં વધુ છે કારણ કે તે સમયે ડી. એક્સ. આર. ની કિંમત આશરે 13.7 લાખ ડોલર પ્રતિ કિલો હતી અને 1999માં વર્તમાન ઉત્પાદન વાર્ષિક 225 કિલો હતું. વધુ કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન તકનીકોએ નોન-લિપોસોમલ ફોર્મ્યુલેશનની કિંમત પ્રતિ કિલો 11 લાખ ડોલર સુધી ઘટાડી છે. જો કે ડી. એક્સ. આર. નું અર્ધ-કૃત્રિમ રીતે ડૌનોરૂબિસિનમાંથી ઉત્પાદન કરી શકાય છે, આ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક બ્રોમિનેશન અને બહુવિધ પગલાં સામેલ છે અને ઉપજ નબળી છે. ડૌનોરૂબિસિન આથો દ્વારા ઉત્પન્ન થતું હોવાથી, જો બેક્ટેરિયા ડીએક્સઆર સંશ્લેષણને વધુ અસરકારક રીતે પૂર્ણ કરી શકે તો તે આદર્શ રહેશે. ઝાંખી ડોક્સોરોબિસિન (ડી. એક્સ. આર.) નું એન્થ્રાસાઇક્લિન હાડપિંજર સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસીસ પ્યુસેટિયસમાં ટાઇપ II પોલિકેટાઇડ સિન્થેઝ (પી. કે. એસ.) દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. પ્રથમ, 21-કાર્બન ડિકેકેટાઇડ સાંકળ (આકૃતિ 1. (1)) પ્રોપિઓનિલ-કોએમાંથી એક જ 3-કાર્બન પ્રોપિઓનિલ જૂથમાંથી અને મેલોનિલ-કોએના 9 ક્રમિક (પુનરાવર્તિત) ડીકાર્બોક્સિલેટિવ ઘનીકરણમાંથી મેળવેલા 9 2-કાર્બન એકમોમાંથી સંશ્લેષિત થાય છે. દરેક મેલોનિલ-સી. ઓ. એ. એકમ વધતી જતી પોલિકેટાઇડ સાંકળમાં 2-કાર્બન કીટાઇડ એકમનું યોગદાન આપે છે. દરેક ઉમેરા "ન્યૂનતમ પી. કે. એસ". દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે જેમાં એસાઇલ વાહક પ્રોટીન (એ. સી. પી.), કેટોસિન્થેઝ (કે. એસ.)/સાંકળ લંબાઈ પરિબળ (સી. એલ. એફ.) હેટેરોડાઇમર અને મેલોનિલ-કોઆઃ એ. સી. પી. એસાઇલટ્રાન્સફેરેઝ (એમ. એ. ટી.) નો સમાવેશ થાય છે. (આકૃતિ 10ની ટોચનો સંદર્ભ લો. આ પ્રક્રિયા ફેટી એસિડ સંશ્લેષણ, ફેટી એસિડ સિન્થેસિસ દ્વારા અને પ્રકાર I પોલિકેટાઇડ સંશ્લેષણ જેવી જ છે. પરંતુ, ફેટી એસિડ સંશ્લેષણથી વિપરીત, વધતી જતી પોલિકેટાઇડ સાંકળના કીટો જૂથો સાંકળ વિસ્તરણ દરમિયાન સુધારવામાં આવતા નથી અને તેઓ સામાન્ય રીતે સંપૂર્ણપણે ઘટાડવામાં આવતા નથી. પ્રકાર I પી. કે. એસ. પ્રણાલીઓથી વિપરીત, કૃત્રિમ ઉત્સેચકો (કે. એસ., સી. એલ. એફ., એ. સી. પી. અને એ. ટી.) એકબીજા સાથે સહસંયોજક રીતે જોડાયેલા નથી, અને પોલિકેટાઇડ સાંકળ સંશ્લેષણના દરેક તબક્કા દરમિયાન પણ સંકળાયેલા ન રહી શકે. ડી. એક્સ. આર. ની 21-કાર્બન ડિકેકેટાઇડ સાંકળ પૂર્ણ થયા પછી, આખરે ટેટ્રાસાયક્લિક એન્થ્રાસાયક્લિન એગ્લાયકોન (ગ્લાયકોસાઇડ જોડાયેલ વિના) નું ઉત્પાદન કરવા માટે ક્રમિક ફેરફારો કરવામાં આવે છે. થિયામાઇન ડાયફોસ્ફેટ (TDP) ના ઉમેરા દ્વારા સક્રિય ડુનોસામાઇન એમિનો ખાંડ, પ્રતિક્રિયાઓની અન્ય શ્રેણીમાં બનાવવામાં આવે છે. તે એન્થ્રાસાઇક્લિન એગ્લાયકોન સાથે જોડાય છે અને પહેલા ડૌનોરૂબિસિન પછી ડીએક્સઆર ઉત્પન્ન કરવા માટે વધુ ફેરફારો કરવામાં આવે છે. ડી. એક્સ. આર. જૈવસંશ્લેષણ માટે ઓછામાં ઓછા 3 જનીન સમૂહો મહત્વપૂર્ણ છેઃ ડી. પી. એસ. જનીન જે રેખીય પોલિકેટાઇડ સાંકળ સંશ્લેષણ અને તેના પ્રથમ ચક્રીયરણ માટે જરૂરી ઉત્સેચકોને સ્પષ્ટ કરે છે, ડી. એન. આર. સમૂહ એન્થ્રાસાઇક્લિન માળખાના બાકીના ફેરફારો અને એમિનો ખાંડ, ડુનોસેમિન, સંશ્લેષણમાં સામેલ ડી. એન. એમ. જનીનો માટે જવાબદાર છે. વધુમાં, ઉત્પાદક જીવતંત્ર પર એન્થ્રાસાઇક્લિનની ઝેરી અસરને ઘટાડવા માટે "સ્વ પ્રતિકાર" જનીનોનો સમૂહ છે. એક પદ્ધતિ એ પટલ પંપ છે જે કોષમાંથી ડીએક્સઆરના પ્રવાહનું કારણ બને છે (ડી. આર. આર. લોકી). આ જટિલ અણુઓ માત્ર ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં જ ફાયદાકારક હોવાથી અને તેને ઉત્પન્ન કરવા માટે ઘણી ઊર્જાની જરૂર પડે છે, તેથી તેમનું સંશ્લેષણ ચુસ્ત રીતે નિયંત્રિત થાય છે. પોલિકેટાઇડ ચેઇન સિન્થેસિસ ડોક્સોરોબિસિનનું સંશ્લેષણ વિશિષ્ટ પોલિકેટાઇડ સિન્થેઝ દ્વારા કરવામાં આવે છે. ડી. એક્સ. આર. સંશ્લેષણમાં પ્રારંભિક ઘટના પ્રોપિઓનિલ-સી. ઓ. એ. સ્ટાર્ટર એકમની પસંદગી અને બે કાર્બન કીટાઇડ એકમમાં તેનો ડીકાર્બોક્સિલેટિવ ઉમેરો છે, જે પાંચ કાર્બન બી-કેટોવલેરિલ એ. સી. પી. નું ઉત્પાદન કરવા માટે મેલોનિલ-સી. ઓ. એ. માંથી મેળવવામાં આવે છે. પાંચ કાર્બન ડાઇકેટાઇડ એસીપી દ્વારા કેએસ સક્રિય સ્થળ પર સિસ્ટીન સલ્ફહાઇડ્રિલ જૂથને થિયોએસ્ટર એક્સચેન્જ દ્વારા પહોંચાડવામાં આવે છે, અને એસીપી સાંકળમાંથી મુક્ત થાય છે. મુક્ત એ. સી. પી. સી. ઓ. એ. ના પ્રકાશન સાથે મેલોનિલ-સી. ઓ. એ. માંથી અન્ય મેલોનેટ જૂથને પસંદ કરે છે, જે થિયોએસ્ટર એક્સચેન્જ દ્વારા પણ છે. એ. સી. પી. નવા મેલોનેટને કે. એસ. ના સક્રિય સ્થળ પર લાવે છે જ્યાં તે ડીકાર્બોક્સિલેટેડ છે, સંભવતઃ સી. એલ. એફ. પેટા એકમની મદદથી, અને 7 કાર્બન ટ્રાઇકેટાઇડનું ઉત્પાદન કરવા માટે જોડાય છે, જે હવે એ. સી. પી. પર લંગર કરે છે (આકૃતિ 1 ની ટોચ જુઓ). ફરીથી એ. સી. પી. સાંકળને કે. એસ. પેટા એકમને સોંપે છે અને જ્યાં સુધી ડેકકેટાઇડ પૂર્ણ ન થાય ત્યાં સુધી પ્રક્રિયા પુનરાવર્તિત થાય છે. મોટાભાગની પ્રકાર II પ્રણાલીઓમાં પ્રારંભિક ઘટના એ એસિટેટ એકમના એ. સી. પી. દ્વારા કે. એસ./સી. એલ. એફ. હેટેરોડાઇમરના કેટોસિન્થેઝ (કે. એસ.) પેટા એકમના સક્રિય સ્થળ પર પહોંચાડવાની છે, જે એસિટિલ-સી. ઓ. એ. માંથી મેળવવામાં આવે છે. પ્રકાર II પી. કે. એસ. પ્રણાલીઓ માટે મૂળભૂત સ્થિતિ એ પ્રાથમિક એકમ તરીકે એસિટેટનો સમાવેશ છે, અને તે ડી. એક્સ. આર. "ન્યૂનતમ પી. કે. એસ". માટે સાચું છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આ પ્રણાલીમાંથી કે. એસ./સી. એલ. એફ./એ. સી. પી. (ડી. પી. એસ. એ, બી અને જી) ની ક્રિયા 21-કાર્બન ડિકેકેટાઇડ્સનું ઉત્પાદન કરશે નહીં, પરંતુ તેના બદલે 20-કાર્બન ડિકેકેટાઇડ્સનું ઉત્પાદન કરશે, કારણ કે એસિટેટ એ "પ્રિફર્ડ" સ્ટાર્ટર છે. પ્રોપિઓનેટને સ્પષ્ટ કરવાની પ્રક્રિયા સંપૂર્ણપણે સમજી શકાઇ નથી, પરંતુ તે સ્પષ્ટ છે કે તે વધારાના પ્રોટીન, ડી. પી. એસ. સી. પર આધાર રાખે છે, જે પ્રોપિઓનિલ-સી. ઓ. એ. માટે કીટોસિન્થેઝ અથવા એસાઇલટ્રાન્સફેરેઝ પસંદગી તરીકે કામ કરી શકે છે, અને સંભવતઃ ડી. પી. એસ. ડી. યોગદાન આપે છે. એક સમર્પિત એમ. એ. ટી. ઈન વિટ્રો પરિસ્થિતિઓમાં પોલિકેટાઇડના ઉત્પાદન માટે વિતરણપાત્ર હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. પી. કે. એસ. તેના પોતાના ફેટી એસિડ સિન્થેઝમાંથી એમ. એ. ટી. "ઉધાર" લઈ શકે છે અને એ. સી. પી. ડી. એક્સ. આર. બાયોસિન્થેસિસમાં તેના મેલોનેટ જૂથને પ્રાપ્ત કરવાની આ પ્રાથમિક રીત હોઈ શકે છે. વધુમાં, એવા ઉત્તમ પુરાવા છે કે "સ્વ-મેલોનીલેશન" એ પ્રકાર II એસીપીની અંતર્ગત લાક્ષણિકતા છે. સારાંશમાં, આપેલ પ્રકાર II પી. કે. એસ. તેના પોતાના એમ. એ. ટી. (ઓ) પ્રદાન કરી શકે છે, તે એફ. એ. એસ. પાસેથી એક ઉધાર લઈ શકે છે, અથવા તેના એ. સી. પી. "સ્વ-મેલોનીલેટ" કરી શકે છે. તે અજ્ઞાત છે કે શું તે જ કે. એસ./સી. એલ. એફ./એ. સી. પી. ત્રિકોણીય સંકુલ સમગ્ર ઉત્પ્રેરક ચક્ર દ્વારા સંપૂર્ણ લંબાઈની પોલિકેટાઇડ સાંકળની વૃદ્ધિને પ્રોત્સાહન આપે છે, અથવા દરેક ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયા પછી એ. સી. પી. અલગ પડે છે કે કેમ. એક્ટિનોરહોડિન કે. એસ./સી. એલ. એફ. નું એક <આઇ. ડી. 1> રિઝોલ્યુશન માળખું, જે ડી. પી. એસ. કે. એસ./સી. એલ. એફ. જેવું જ છે, તે દર્શાવે છે કે કે. એસ. અને સી. એલ. એફ. પેટા એકમોના ઇન્ટરફેસ પર રચાયેલી એમ્ફીપેથિક ટનલની અંદર પોલિકેટાઇડ્સ લંબાવવામાં આવે છે. ટનલ લગભગ 17-Å લાંબી છે અને એક બાજુ ઘણા ચાર્જ એમિનો એસિડ અવશેષો છે જે સાંકળના કાર્બોનિલ જૂથોને સ્થિર કરે છે, જ્યારે બીજી બાજુ હાઇડ્રોફોબિક છે. આ માળખું સમજાવે છે કે સાંકળના વિસ્તરણ માટે બંને પેટા એકમો શા માટે જરૂરી છે અને પ્રતિક્રિયાશીલ વધતી જતી સાંકળ કેવી રીતે અવ્યવસ્થિત સ્વયંસ્ફુરિત પ્રતિક્રિયાઓથી સુરક્ષિત રહે છે જ્યાં સુધી તે સુવ્યવસ્થિત ચક્રીયકરણ માટે યોગ્ય રીતે સ્થિત ન થાય. માળખું સાંકળની લંબાઈના નિયમન માટે એક પદ્ધતિ પણ સૂચવે છે. એમિનો એસિડ બાજુના જૂથો ટનલમાં વિસ્તરે છે અને "દરવાજા" તરીકે કામ કરે છે. કેટલાક ખાસ કરીને વિશાળ અવશેષો સાંકળ દ્વારા દુર્ગમ હોઈ શકે છે, જે સમાપ્તિ તરફ દોરી જાય છે. આ માળખાના આધારે ટનલ અવશેષોમાં કરવામાં આવેલા ફેરફારો અંતિમ ઉત્પાદનની સાંકળની લંબાઈને બદલવામાં સક્ષમ હતા. અંતિમ ઘનીકરણ પોલિકેટાઇડ સાંકળને "બકલ" કરવા માટેનું કારણ બને છે, જે સી-12 મિથાઈલીન કાર્બોનિયન દ્વારા ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર હુમલાને મંજૂરી આપે છે, જે એન્ઝાઇમ ઉત્પ્રેરિત પ્રોટોન દૂર કરીને પેદા થાય છે અને સી-7 કાર્બોનિલ પર ટનલમાં ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા સ્થિર થાય છે (આકૃતિ 1 માં 3 જુઓ). આ ટનલ સહાયિત ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર એલ્ડોલ ઘનીકરણ જ્યારે સાંકળ ટનલમાં હોય ત્યારે પ્રથમ ચક્રીયકરણ પ્રદાન કરે છે. એ જ સી-7/સી-12 હુમલો ડી. એક્સ. આર. ના જૈવસંશ્લેષણમાં સમાન રીતે થાય છે. 12-ડિઓક્સીઆલ્કેલોનિક એસિડમાં રૂપાંતર 21-કાર્બન ડિકેકેટાઇડને 3 તબક્કામાં 12-ડિઓક્સીઆલ્કેલોનિક એસિડ (5) માં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જે ડીએક્સઆર બાયોસિંથેસિસમાં પ્રથમ મુક્ત સરળતાથી અલગ મધ્યવર્તી છે. આ પગલાંઓ ડી. પી. એસ. જનીન સમૂહમાં અંતિમ 3 ઉત્સેચકો દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે અને તેને પોલિકેટાઇડ સિન્થેઝનો ભાગ માનવામાં આવે છે. જ્યારે ડિકેકેટાઇડ હજુ પણ કે. એસ./સી. એલ. એફ. હેટેરોડાઇમર સાથે સંકળાયેલું છે, ત્યારે 9-કાર્બોનિલ જૂથ ડી. પી. એસ. ઇ., 9-કેટોરિડક્ટેઝ દ્વારા ઘટાડવામાં આવે છે, જે એનએડીપીએચનો ઉપયોગ ઘટાડનાર એજન્ટ/હાઇડ્રાઇડ દાતા તરીકે કરે છે. ડી. પી. એસ. એફ., "ફર્સ્ટ રિંગ સાયક્લેઝ"/એરોમાટેઝ, ખૂબ જ ચોક્કસ છે અને તે સી-7/સી-12 સાયક્લેઝના પરિવારમાં છે જેને અગાઉ સી-9 કેટો-રિડક્શનની જરૂર હોય છે. આ બે પ્રતિક્રિયાઓ ત્યારે થાય છે જ્યારે પોલિકેટાઇડ સાંકળ હજુ પણ આંશિક રીતે કે. એસ./સી. એલ. એફ. ટનલમાં હોય છે અને તે જાણીતું નથી કે આખરે સાંકળને તેની સહસંયોજક કડીથી કે. એસ. અથવા એ. સી. પી. થી શું અલગ કરે છે. જો ડી. પી. એસ. એફ. સાયક્લેઝ પરિવર્તન અથવા જનીન કાઢી નાંખવાથી નિષ્ક્રિય થઈ જાય, તો સાંકળ અવ્યવસ્થિત રીતે સ્વયંભૂ ચક્રાકાર થશે. આમ, ડી. પી. એસ. એફ. ને "ચેપરોન" માનવામાં આવે છે અથવા બિન-યાદૃચ્છિક ચક્રીયકરણની ખાતરી કરવા માટે પોલિકેટાઇડને ફોલ્ડ કરવામાં મદદ કરે છે, એક પ્રતિક્રિયા જે ઊર્જાસભર રીતે અનુકૂળ હોય છે અને અનુગામી નિર્જલીકરણ અને પરિણામી સુગંધીકરણ તરફ દોરી જાય છે. આગળ, ડી. પી. એસ. વાય. રેજીયોસેલેક્ટિવ રીતે આગામી બે કાર્બન-કાર્બન બંધની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે અને પછી નિર્જલીકરણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે જે (5) આપવા માટે એક વીંટીના સુગંધીકરણ તરફ દોરી જાય છે. ε-રોડોમાઇસિનોનમાં રૂપાંતર ડી. એન. આર. જનીન સમૂહમાંથી ઉદ્ભવતા ઉત્સેચકો દ્વારા આગામી પ્રતિક્રિયાઓ ઉત્પ્રેરિત થાય છે. ડી. એન. આર. જી., સી-12 ઓક્સિજનેઝ (નંબરિંગ માટે જુઓ (5)) મોલેક્યુલર ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરીને કીટો જૂથ રજૂ કરે છે. તે એક "એન્થ્રોન પ્રકારનો ઓક્સિજનેઝ" છે, જેને ક્વિનોન બનાવતા મોનોઓક્સિજનેઝ પણ કહેવાય છે, જેમાંથી ઘણા વિવિધ પ્રકારના સુગંધિત પોલિકેટાઇડ એન્ટિબાયોટિક્સના જૈવસંશ્લેષણમાં મહત્વપૂર્ણ 'ટેલરિંગ ઉત્સેચકો' છે. તેમની પાસે કોઈ સહ-પરિબળો નથીઃ કોઈ ફ્લેવિન, ધાતુઓ અથવા ઊર્જા સ્ત્રોતો નથી. તેમની પદ્ધતિ નબળી રીતે સમજી શકાય છે પરંતુ તેમાં "પ્રોટીન રેડિકલ" સામેલ હોઈ શકે છે. આલ્કલોનિક એસિડ (6), એક ક્વિનોન, એ ઉત્પાદન છે. ડીએનઆર સી, આલ્કલોનિક એસિડ-ઓ-મિથાઈલટ્રાન્સફેરેઝ કોફેક્ટર/મિથાઈલ જૂથ દાતા તરીકે એસ-એડેનોસિલ મેથિઓનાઇન (એસએએમ) નો ઉપયોગ કરીને એસ્ટર બનાવતા અણુના કાર્બોક્સિલિક એસિડના અંતને મિથાઇલેટ કરે છે. ઉત્પાદન આલ્કલોનિક એસિડ મિથાઈલ એસ્ટર (7) છે. મિથાઈલ જૂથને પછીથી દૂર કરવામાં આવે છે, પરંતુ તે નજીકના મિથાઈલીન પુલને સક્રિય કરવા માટે કામ કરે છે, જે ટર્મિનલ કાર્બોનીલ જૂથ પર તેના હુમલાને સરળ બનાવે છે, જે ડી. એન. આર. ડી. દ્વારા ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયા છે. ડીએનઆર ડી, ચોથી રીંગ સાયક્લેઝ (એએએમઈ સાયક્લેઝ), ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર એલ્ડોલ એડિશન પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. કોઈ સહઘટકની જરૂર નથી અને ન તો સુગંધીકરણ થાય છે અને ન તો નિર્જલીકરણ થાય છે. એક સરળ આધાર ઉત્પ્રેરક પદ્ધતિની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. ઉત્પાદન એક્લાવિકેટોન (8) છે. ડી. એન. આર. એચ., એકલેવિકેટોન રિડક્ટેઝ, એકલેવિનોન (9) આપવા માટે નવી ચોથી રીંગના 17-કેટો જૂથને 17-ઓ. એચ. જૂથમાં ઘટાડે છે. આ એક નવું કાયરલ કેન્દ્ર રજૂ કરે છે અને એન. એ. ડી. પી. એચ. એક સહઘટક છે. ડી. એન. આર. એફ., એકલેવિનોન-11-હાઇડ્રોક્સિલેઝ, એ એફ. એ. ડી. મોનોઓક્સિજનેઝ છે જે અનુગામી હાઇડ્રોક્સિલેશન માટે મોલેક્યુલર ઓક્સિજનને સક્રિય કરવા માટે એન. એ. ડી. પી. એચ. નો ઉપયોગ કરે છે. ε-rhodomycinone (10) એ ઉત્પાદન છે. ડોક્સોરોબિસિન ડી. એન. આર. એસ. માં રૂપાંતર, ડોનોસામાઇન ગ્લાયકોસિલટ્રાન્સફેરેઝ રોડોમાઇસિન ડી (આકૃતિ 2) આપવા માટે ટી. ડી. પી. સક્રિય ગ્લાયકોસાઇડ, એલ-ડોનોસામાઇન-ટી. ડી. પી. ને ε-રોડોમાઇસિનોનમાં ઉમેરવાનું ઉત્પ્રેરિત કરે છે. ટી. ડી. પી. ની રજૂઆત પ્રતિક્રિયાને આગળ ધપાવે છે. આ ઉત્સેચક પ્રકાર II પી. કે. એસ. સુગંધિત ઉત્પાદનોમાં ઉમેરવામાં આવેલા અન્ય "અસામાન્ય શર્કરા" ના ગ્લાયકોસિલટ્રાન્સફેરેસ સાથે અનુક્રમ સમાનતા ધરાવે છે. ડી. એન. આર. પી., રોડોમાઇસીન ડી મિથાઇલેસ્ટેરેઝ, ડી. એન. આર. સી. દ્વારા અગાઉ ઉમેરવામાં આવેલા મિથાઈલ જૂથને દૂર કરે છે. તેણે શરૂઆતમાં નજીકના મિથાઈલીન પુલને સક્રિય કરવાની સેવા આપી હતી, અને તે પછી તેણે તેના કાર્બોક્સિલ જૂથને સી-10 કાર્બન છોડતા અટકાવ્યું હતું (આકૃતિ 2 જુઓ). જો કાર્બોક્સિલ જૂથને ચોથી રીંગ સાઇક્લાઇઝેશન પહેલાં એસ્ટરિફાય કરવામાં આવ્યું ન હોત, તો તેનું પ્રસ્થાન સાયકલિક એરોમેટિક સિસ્ટમની રચના દ્વારા તરફેણ કરવામાં આવ્યું હોત. સી-7માં ઘટાડો અને ગ્લાયકોસિલેશન પછી, સી-8 મિથાઈલીન બ્રિજ હવે ડિપ્રોટોનેશન માટે સક્રિય થતો નથી, જેનાથી સુગંધીકરણની શક્યતા ઓછી થાય છે. નોંધ લો કે બિન-અલગતાવાદી મધ્યવર્તી, ક્રમાંકન સાથે, આકૃતિ 2 માં ત્રીજો અણુ છે. ક્રમાંકન પદ્ધતિ ખૂબ જ વિચિત્ર છે અને પ્રારંભિક નામકરણનો એક અવશેષ છે. મધ્યવર્તીનું ડીકાર્બોક્સિલેશન સ્વયંભૂ થાય છે, અથવા ડી. એન. આર. પી. ના પ્રભાવથી થાય છે, જે 13-ડીઓક્સીકાર્મિનોમાઇસિન આપે છે. સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસીસ પુરપુરાસેન્સમાંથી 53 ટકા અનુક્રમ સમરૂપતા સાથે ડી. એન. આર. પી. માટે એક [એન્ઝાઇમ], એક્લાસિનોમાઇસિન મિથાઇલેસ્ટેરેઝનું બંધાયેલ ઉત્પાદનો સાથેનું સ્ફટિક માળખું ઉકેલવામાં આવ્યું છે. તે સમાન પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરવામાં સક્ષમ છે અને ન્યુક્લિયોફાઇલ અને ગ્લાય-મેટ તરીકે કામ કરતી સેરીન સાથે ક્લાસિક સેર-હિસ-એસ્પ ઉત્પ્રેરક ત્રિપુટીનો ઉપયોગ કરે છે જે "ઓક્સીયાનિયન છિદ્ર" બનાવીને સંક્રમણ સ્થિતિનું સ્થિરીકરણ પ્રદાન કરે છે. સક્રિય સાઇટ એમિનો એસિડ લગભગ સંપૂર્ણપણે ડીએનઆર પી જેવા જ છે, અને પદ્ધતિ લગભગ ચોક્કસપણે સમાન છે. જોકે ડોક્સ એ બાયોસિન્થેટિક યોજના (આકૃતિ 2) માં આગળ દર્શાવવામાં આવ્યું છે, તેમ છતાં ડીએનઆર કે, કારમિનોમાઇસિન 4-ઓ-મિથાઈલટ્રાન્સફેરેઝ આકૃતિ 2 માં કોઈપણ ગ્લાયકોસાઇડ્સના 4-હાઇડ્રોક્સિલ જૂથને ઓ-મિથાઈલેટ કરવામાં સક્ષમ છે. બંધાયેલ ઉત્પાદનો સાથેના ઉત્સેચકનું 2.35 Å રીઝોલ્યુશન સ્ફટિક માળખું તાજેતરમાં ઉકેલવામાં આવ્યું છે. ઉત્પાદનોની દિશા મિથાઈલ ટ્રાન્સફરની એસ. એન. 2 પદ્ધતિ સાથે સુસંગત છે. સક્રિય સાઇટમાં સંભવિત એસિડ/બેઝ અવશેષોના સાઇટ-નિર્દેશિત મ્યુટેજેનેસિસે ઉત્પ્રેરકને અસર કરી ન હતી, જે નિષ્કર્ષ તરફ દોરી જાય છે કે Dnr K મોટે ભાગે તે દરમાં વૃદ્ધિમાં એન્ટ્રોપિક એન્ઝાઇમ તરીકે કામ કરે છે, જે મુખ્યત્વે ઓરિએન્ટેશનલ અને નિકટતાની અસરોને કારણે છે. આ મોટાભાગના અન્ય ઓ-મિથાઈલ ટ્રાન્સફરથી વિપરીત છે જ્યાં એસિડ/બેઝ કેટાલિસિસ દર વૃદ્ધિમાં આવશ્યક યોગદાન હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. ડોક્સ એ સ્ટ્રેપ્ટોમાઇસીસ પ્યુસેટિયસમાં સતત ત્રણ ઓક્સિડેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. ઊણપ DXR ઉત્પાદન મુખ્યત્વે ડોક્સ A ના નીચા સ્તર અથવા ખામીને કારણે નથી, પરંતુ કારણ કે આકૃતિ 2 માં બતાવેલ માર્ગથી ઘણા ઉત્પાદનો દૂર કરવામાં આવ્યા છે. દરેક ગ્લાયકોસાઇડ્સ શન્ટ ઉત્સેચકોનું સંભવિત લક્ષ્ય છે, જે દર્શાવવામાં આવ્યું નથી, જેમાંથી કેટલાક ડી. એન. આર. જનીન સમૂહના ઉત્પાદનો છે. આ ઉત્સેચકોના પરિવર્તનથી ડી. એક્સ. આર. ના ઉત્પાદનમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે. વધુમાં, સી-13 ઓક્સિડેશન (કેટલાક સબસ્ટ્રેટ્સ માટે 22,000/એમ સુધી) ની સરખામણીમાં સી-14 ઓક્સિડેશન (130/એમ) માટે ડોક્સ એ ખૂબ જ ઓછું કેકેટ/કિમી મૂલ્ય ધરાવે છે. ડોક્સ A ને વધુ પડતું અભિવ્યક્ત કરવા માટે આનુવંશિક હેરફેરથી પણ ઉપજમાં વધારો થયો છે, ખાસ કરીને જો શંટ ઉત્સેચકો માટેના જનીનો એક સાથે નિષ્ક્રિય થઈ જાય. ડોક્સ એ એ સાયટોક્રોમ પી-450 મોનોઓક્સિજનેઝ છે જે વ્યાપક સબસ્ટ્રેટ વિશિષ્ટતા ધરાવે છે, જે સી-13 અને સી-14 (આકૃતિ 2) પર એન્થ્રાસાઇક્લિન હાઇડ્રોક્સિલેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. એન્ઝાઇમમાં મોલેક્યુલર ઓક્સિજન અને એન. એ. ડી. પી. એચ. ની સંપૂર્ણ જરૂરિયાત હોય છે. શરૂઆતમાં, સી-13 પર બે ક્રમિક ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ સી-14નું એક જ ઓક્સિડેશન થાય છે જે ડૌનોરૂબિસિનને ડોક્સોરૂબિસિનમાં રૂપાંતરિત કરે છે. સંદર્ભો ટોપોઆઇસોમરેઝ અવરોધકો જૈવસંશ્લેષણ