Cinnamycin
सिनामाइसिन एक टेट्रासाइक्लिक जीवाणुरोधी पेप्टाइड है जो स्ट्रेप्टोमाइसेस सिनामोनियस द्वारा उत्पादित होता है जिसमें 19 एमिनो एसिड अवशेष होते हैं जिनमें असामान्य एमिनो एसिड थ्रेओ-3-मिथाइल-लैंथियोनीन, मेसो-लैंथियोनीन, लाइसीनोएलनिन और 3-हाइड्रॉक्सीस्पार्टिक एसिड शामिल हैं। सिनामाइसिन अणुओं के वर्ग से संबंधित है जिसे लैंटिबायोटिक्स के रूप में जाना जाता है जो राइबोसोमल रूप से संश्लेषित पोस्ट-ट्रांसलेशनल रूप से संशोधित पेप्टाइड्स से संबंधित है। सिनामाइसिन के लिए अद्वितीय रिसेप्टर फॉस्फेटिडिलेथनोलामाइन (पी. ई.) लिपिड है जो कई जीवाणु कोशिका झिल्ली में मौजूद एक प्रमुख यौगिक है। सिनामाइसिन को पहली बार 1952 में अलग किया गया था और बाद में इसी तरह के अनुक्रम और संरचना वाले कुछ अन्य यौगिक पाए गए थे। संरचना सिनामाइसिन में एक सघन गोलाकार संरचना होती है और यह निम्नलिखित सामान्य अमीनो एसिड अनुक्रम से बना होता हैः अला-आर्ग-ग्लान-अला-अला-फे-ग्लाय-प्रो-फे-आबू-फे-वाल-आला-एस्प-ग्लाय-आबू-लाइ बैकबोन अमीनो एसिड अवशेष चार पुलों के माध्यम से जुड़े होते हैं जिनमें एक मेसोलेंथियोनीन (लैन), दो (2एस, 3एस, 6आर)-3-मिथाइलेंथियोनीन (मेलान) और एक (2एस, 8एस)-लाइसीनोएलनिन (लाइसला) पुल शामिल हैं। सिस्टीन के साथ सेरीन और थ्रेओनिन की साइड चेन क्रॉसलिंकिंग से क्रमशः मेसोलैन्थियोनिन (लैन) और मेथिलैन्थियोनिन (मेलैन) प्राप्त होता है। लाइसीनोएलनिन पुल के साथ इन थियोल पुलों की उपस्थिति सिनामाइसिन को एक सुव्यवस्थित त्रि-आयामी संरचना के साथ सबसे छोटे पेप्टाइड्स में से एक बनाती है। एन. एम. आर. प्रयोगों के आधार पर, सिनामाइसिन के बाइंडिंग पॉकेट में 7-14 एमिनो एसिड अवशेष होते हैं जो सब्सट्रेट फॉस्फेटिडिलेथनोलामाइन (पी. ई.) को समायोजित कर सकते हैं। बाइंडिंग पॉकेट का यह छोटा आकार सिनामाइसिन को अपने रिसेप्टर (पी. ई.) के लिए विशिष्ट बनाता है। हालांकि अवशेष 15 पर एरिथो-3-हाइड्रॉक्सी-एल-एस्पार्टिक एसिड (हाइएएसपी) का कार्य बहुत स्पष्ट नहीं है। पेप्टाइड्स डुरामाइसिन और एन्कोवेनिन को भी सिनामाइसिन के परिवार से संबंधित माना जा सकता है। इन पेप्टाइड्स में एक लैन, दो मेलान और लाइज़-19 और सेर-6 के बीच एक असामान्य लाइसीनोएलनिन पुल के साथ ग्लोबुलर 19 एए पेप्टाइड्स के रूप में सिनामाइसिन के समान संरचना भी होती है। वे स्थिति 15 में एक संशोधन भी प्रदर्शित करते हैं, एक एस्पार्टेट हाइड्रॉक्सिलेशन जो एरिथ्रो-3-हाइड्रॉक्सी-एस्पार्टिक एसिड देता है। सिनामाइसिन समूह में, एन्कोवेनिन सबसे अलग प्रकार है क्योंकि इसमें एस्पार्टेट 15 संशोधन और लाइसिन-एलनाइन पुल नहीं है। रिसेप्टर-अणु इंटरैक्शन सिनामाइसिन चुनिंदा रूप से अपने रिसेप्टर फॉस्फेटिडिलेथनोलामाइन (पी. ई.) से जुड़ता है जो 1:1 स्टोइकिओमेट्री के साथ प्लाज्मा झिल्ली की आंतरिक परत में रहता है। एन. एम. आर. अध्ययनों के आधार पर, यह सुझाव दिया गया है कि पी. ई. के लिए सिनामाइसिन की यह चयनात्मकता पी. ई. हेड समूह के प्राथमिक अमोनियम समूह के पेप्टाइड सतह पर एक छोटे से बाध्यकारी पॉकेट में बंधन के कारण है जो बड़े हेड समूहों जैसे कि फॉस्फेटिडिल्कोलिन को समायोजित नहीं कर सकता है। Cinamycin मुख्य रूप से PE के साथ लिपिड अमोनियम और Phe7 और Val13 के बैकबोन कार्बोनिल के बीच बने हाइड्रोजन-बंधन नेटवर्क के माध्यम से परस्पर क्रिया करता है। पी. ई. अमोनियम समूह हाइएएसपी15 के हाइड्रॉक्सिल और कार्बोक्सिलेट समूहों के साथ भी अंतःक्रिया करता है। इस अमोनियम-बंधन स्थल के अलावा, अवशेष 10−13 के रीढ़ की हड्डी के एमाइड हाइड्रोजेन भी लिपिड फॉस्फेट को बांधने में महत्वपूर्ण हैं। यह भी बताया गया है कि डुरामाइसिन और सिनामाइसिन ट्रांसबिलेयर लिपिड आंदोलन को प्रेरित करके झिल्ली बंधन को बढ़ावा देते हैं और बंधन पर पीई वर्तमान झिल्ली की वक्रता को बदल देते हैं क्योंकि सिनामाइसिन अधिमानतः अत्यधिक घुमावदार लिपिड झिल्ली से जुड़ता है। सिनामाइसिन जीन समूह-सिन आनुवंशिकी अध्ययनों से पता चला है कि चार जीन सी. आई. एन. ए., सी. आई. एन. एम., सी. आई. एन. एक्स. और सी. आई. एन. ओ. आर. एफ. 7 सिनामाइसिन के जैव संश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। cinA cinnamycin अग्रदूत पेप्टाइड को कूटबद्ध करता है। सी. आई. एन. एम. जीन द्वारा कूटबद्ध एल. ए. एन. एम. परिवार के प्रोटीन प्रोपेप्टाइड में सेरीन और थ्रेओनिन अवशेषों के निर्जलीकरण के लिए जिम्मेदार होते हैं जिसके बाद लैन्थियोनिन पुलों का निर्माण होता है। सिनएक्स उस प्रोटीन को कूटबद्ध करता है जो 15वें स्थान पर एस्पार्टेट के हाइड्रॉक्सिलेशन को उत्प्रेरित करता है। इसके अलावा सिनोर्फ 7 को लाइसीनोएलनिन पुल के निर्माण में महत्वपूर्ण होने का संकेत दिया गया है। जैवसंश्लेषण लैंटिबायोटिक्स राइबोसोमली संश्लेषित, पोस्ट-ट्रांसलेशनली संशोधित रोगाणुरोधी पेप्टाइड्स का एक समूह है जिसमें विशिष्ट लैंथियोनीन (लैन) और मिथाइलेंथियोनीन (मेलैन) थियोइथर क्रॉसलिंक होते हैं। सिनामाइसिन के जैवसंश्लेषण को सिन जैवसंश्लेषक जीन समूह द्वारा कूटबद्ध किया जाता है और संश्लेषण तब शुरू किया जाता है जब संरचनात्मक जीन लैनए पूर्ववर्ती पेप्टाइड को कूटबद्ध करता है जिसमें "लीडर पेप्टाइड" नामक एक एन-टर्मिनल विस्तार होता है जो 59 एमिनो एसिड अवशेष लंबे होते हैं जिन्हें सी-टर्मिनल प्रोपेप्टाइड को संसाधित करने के लिए विभिन्न एंजाइमों द्वारा पहचाना जाता है जो 19 एमिनो एसिड अवशेष लंबे होते हैं और जिन्हें अनुवाद के बाद के संशोधनों के माध्यम से सिनामाइसिन में बदल दिया जाएगा। लेन/मेलान पुलों के निर्माण में पहला कदम क्रमशः डिहाइड्रोएलनिन (डीएचए) और डिहाइड्रोब्यूट्रिन (डीएचबी) उत्पन्न करने के लिए सेरीन और थ्रेओनिन अवशेषों का निर्जलीकरण है। ये थियोथर पुल बनाने के लिए पड़ोसी सिस्टीन अवशेषों के साथ इंट्रामोलिकुलर माइकल जोड़ के माध्यम से गुजरते हैं। सिनामाइसिन वर्ग II के लैंटिबायोटिक्स से संबंधित है जिसमें, निर्जलीकरण और चक्रण दोनों को लैनएम नामक एक द्वि-कार्यात्मक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है। कोर पेप्टाइड के संसाधित होने के बाद, लीडर पेप्टाइड को परिपक्व पेप्टाइड से प्रोटियोलिटिक रूप से अलग किया जाता है। सिनामाइसिन के अनुवाद के बाद के संशोधनों में लैन्थियोनिन पुलों का निर्माण, लाइसिन 19 और सेरीन 6 के बीच लाइसिनोलैनिन (लाल) पुल का निर्माण और स्थिति 15 पर एल-एस्पार्टेट का हाइड्रॉक्सिलेशन शामिल है। अधिकांश वर्ग II में लैंटिबायोटिक्स जी. जी. या जी. ए. प्रोटीज क्लीवेज मोटिफ मौजूद होता है जबकि सिनामाइसिन में एक ए. एक्स. ए. मोटिफ प्रमुख अनुक्रम और सी. आई. एन. ए. के मूल क्षेत्र के बीच मौजूद होता है। जीन समूह में एक सिनामाइसिन विशिष्ट-प्रोटीन अनुपस्थित होता है और इसलिए अनुक्रम को सामान्य स्रावी (सेक) मार्ग के प्रकार I संकेत पेप्टिडेस द्वारा पहचाना जाता है। एस. पी. हाइड्रॉक्सिलेशन और लाल पुल के निर्माण के लिए जिम्मेदार एंजाइमों की खोज की जानी बाकी है। प्रतिरक्षा तंत्र एक अद्वितीय प्रतिरक्षा तंत्र अपने स्वयं के उत्पाद से अवरोधक कार्यों के खिलाफ स्ट्रेप्टोमाइसेस सिनामोनियस के उत्पादन में मौजूद है। आम तौर पर सिनामाइसिन फॉस्फेटिडिलेथनोलामाइन से जुड़कर अपनी रोगाणुरोधी गतिविधि करता है जो स्ट्रेप्टोमाइसेट्स में एक प्रमुख झिल्ली लिपिड है। उत्पादक तनाव की रक्षा के लिए, सिनोर्फ10 जीन एक पी. ई. मोनोमिथाइलट्रांसफेरेज को कूटबद्ध करता है जो पी. ई. मिथाइलेशन प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। सिनॉर्फ10 द्वारा यह प्रतिलेखन सिनैमाइसिन के बहुत कम स्तर पर शुरू होता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सिनैमाइसिन के उच्च-स्तरीय उत्पादन से पहले काफी मात्रा में पी. ई. मिथाइलेटेड हो। सिनामाइसिन-पी. ई. कॉम्प्लेक्स की संरचना के आधार पर, मोनोमेथाइलेटेड पी. ई. सिनामाइसिन की बाध्यकारी जेब में फिट नहीं होगा और अवरोधक कार्रवाई का अब समर्थन नहीं किया जाएगा। 1991 में जंग द्वारा किए गए वर्गीकरण के आधार पर सिनामाइसिन जैसे यौगिकों में दो प्रकार के लैंटिबायोटिक्स प्रकार ए और प्रकार बी हैं। टाइप ए लैन्टिबायोटिक्स लम्बे, लचीले, छड़ जैसे अणु होते हैं जो सकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं और छिद्रों के निर्माण से जीवाणु झिल्ली पर कार्य करते हैं। इसके विपरीत प्रकार बी लैन्टिबायोटिक्स में एक लचीली गोलाकार संरचना होती है जो विशेषता सिर से पूंछ क्रॉस लिंकेज की उपस्थिति के कारण होती है। अणुओं के इस समूह में एक नकारात्मक आवेश होता है या कोई शुद्ध आवेश नहीं होता है और यह कोशिका भित्ति जैवसंश्लेषण में शामिल विभिन्न एंजाइमों में हस्तक्षेप करता है। सिनामाइसिन बी प्रकार के लैन्टीबायोटिक्स ड्यूरामाइसिन, ड्यूरामाइसिन बी, ड्यूरामाइसिन सी और एन्कोवेनिन से निकटता से संबंधित है। ये सभी यौगिक 19-एए प्रोपेप्टाइड्स से प्राप्त होते हैं और इनमें एक लैन, दो मेलैन और लाइज़-19 और सेर-6 के बीच एक असामान्य लाइसीनोएलनिन पुल और स्थिति 15 पर एक एरिथ्रो-3-हाइड्रॉक्सी-एल-एस्पार्टिक एसिड होता है जो सिनामाइसिन और इसके जैविक लक्ष्य फॉस्फेटिडिलेथनोलामाइन के बीच बातचीत में मध्यस्थता करता है और इसलिए उनकी रोगाणुरोधी गतिविधि के लिए महत्वपूर्ण है। वे सभी एक्टिनोमाइसेट्स, ड्यूरामाइसिन और सिनामाइसिन द्वारा विशेष रूप से स्ट्रेप्टोमाइसेट्स द्वारा उत्पादित होते हैं। जैविक गतिविधियाँ रोगाणुरोधी गुणों के अलावा, दालचीनी जैसे पेप्टाइड्स एंजियोटेंसिन-परिवर्तित करने वाले एंजाइम, फॉस्फोलाइपेज ए2 की गतिविधि, हर्पिस सिम्प्लेक्स वायरस, प्रोस्टाग्लैंडिन और ल्यूकोट्रिन बायोसिंथेसिस के प्रसार के खिलाफ अवरोधक क्रियाएं प्रदर्शित करते हैं। इसके अलावा यह बेसिलस सबटिलिस, अवायवीय बैक्टीरिया, कवक और यीस्ट (हालांकि कम तीव्रता से) के विकास को रोकता है। ये पेप्टाइड्स रक्तचाप नियंत्रण, सूजन और वायरल संक्रमण के इलाज में भी सक्षम हैं। इन अणुओं में चार चक्रण घटनाओं द्वारा स्थापित एक अच्छी तरह से परिभाषित पॉकेट होता है और एक उच्च आत्मीयता और चयनात्मकता के साथ फॉस्फेटिडिलेथनोलामाइन (पी. ई.) को पहचानता है। पी. ई. लिपिड से चुनिंदा रूप से जुड़ने की यह क्षमता सिनामाइसिन को कैंसर कोशिकाओं जैसे पी. ई. युक्त झिल्ली के स्थान का पता लगाने और उन्हें बाधित करने के लिए एक आदर्श जांच बनाती है। डुरामाइसिन और सिनामाइसिन जैसे यौगिक जो कई आवरण वाले वायरसों के प्रवेश के लिए आवश्यक फॉस्फेटिडिलसेरिन रिसेप्टर्स के साथ पीई संबंध को बाधित करते हैं, व्यापक-स्पेक्ट्रम एंटीवायरल गतिविधि के लिए एक आशाजनक रणनीति है। सिनामाइसिन फॉस्फोलाइपेज ए2, फॉस्फेटिडिलेथनोलामाइन (पी. ई.) के सब्सट्रेट से 1:1 के अनुपात में उच्च विशिष्टता के साथ जुड़ता है और यह बंधन आयन चैनलों के संचालन को बदल देता है। इस विशेषता का उपयोग दवा उद्योग में सिस्टिक फाइब्रोसिस के उपचार के लिए किया जाता है। इसके अलावा, पी. एल. ए. 2 कोशिका झिल्ली में फॉस्फोलिपिड्स से अराकिडोनिक एसिड को मुक्त करने के लिए प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, जो सूजन से जुड़े इकोसैनोइड्स के संश्लेषण के लिए एक अग्रदूत है। इस तरह के लैंटिबायोटिक्स का उपयोग सूजन प्रक्रियाओं के विनियमन में भी किया जा सकता है। पी. एल. ए. 2 का अवरोध एथेरोस्क्लेरोसिस, मधुमेह और कैंसर जैसी कुछ बीमारियों के उपचार से भी जुड़ा हुआ है। संदर्भ 4 चक्रों वाले हेटेरोसाइक्लिक यौगिक चक्रीय पेप्टाइड्स