Lanthionin ist eine nicht-proteinogene Aminosäure mit der chemischen Formel (HOOC-CH(NH₂ ) -CH₂ - S-CH₂- CH (NH₂ ) -COOH). Sie besteht typischerweise aus einem Cysteinrest und einem dehydratisierten Serinrest . Trotz ihres Namens enthält Lanthionin kein Lanthan .

Hintergrund

Lanthionin wurde 1941 erstmals durch Behandlung von Wolle mit Natriumcarbonat isoliert . Es erwies sich als schwefelhaltige Aminosäure und erhielt daher den Namen Lanthionin [Wolle (lateinisch: Lana ), Schwefel (griechisch: theîon )]. [ 1 ] Die erste Synthese von Lanthionin erfolgte durch Alkylierung von Cystein mit β- Chloralanin . [ 2 ] Lanthionine kommen in der Natur weit verbreitet vor. Sie wurden aus menschlichem Haar, Lactalbumin und Federn isoliert. Lanthionine finden sich auch in bakteriellen Zellwänden und sind Bestandteile einer Gruppe von genkodierten Peptidantibiotika , den sogenannten Lantibiotika . Zu dieser Gruppe gehören Nisin (ein Lebensmittelkonservierungsmittel), Subtilin, Epidermin (wirksam gegen Staphylokokken und Streptokokken ) und Ancovenin (ein Enzymhemmer). [ 3 ] [ 4 ] Lanthionin zählt zu den neuartigen urämischen Toxinen, Verbindungen, deren Konzentration im Blut von Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz und Urämie erhöht ist. [ 5 ] Es trägt wahrscheinlich zu Hyperhomocysteinämie und einer gestörten Schwefelwasserstoff-Biosynthese bei. [ 6 ] Eine Lanthionin-Retention kann auch mit negativen kardiovaskulären Folgen in Verbindung stehen, da es Herzgewebefibrose induzieren und Gefäßverkalkung fördern kann. [ 7 ]

Vorbereitung

Es wurden verschiedene Synthesen von Lanthionin veröffentlicht, darunter die Schwefelabspaltung aus Cystin [ 8 ] , die Ringöffnung von Serin-β-Lacton [ 4 ] und die Heterokonjugataddition von Cystein an Dehydroalanin [ 9 ] . Die Schwefelabspaltungsmethode ist jedoch der einzige Syntheseweg für Lanthionin, der in der Totalsynthese eines Lantibiotikums Anwendung fand.

Die Biosynthese der Lanthioninbrücke in peptidischen Naturstoffen kann über verschiedene Wege erfolgen. Beispielsweise entstehen die Lanthioninbrücken im Antibiotikum Nisin durch eine spezifische Dehydratase (NisB) und eine spezifische Cyclase (NisC). [ 10 ] [ 11 ]

Referenzen

  1. ^ Horn, MJ; Jones, DB; Ringel, SJ (1941) Isolierung einer neuen schwefelhaltigen Aminosäure (Lanthionin) aus mit Natriumcarbonat behandelter Wolle. Journal of Biological Chemistry , 138 , 141-149.
  2. ^ Brown, GB; du Vigneaud, V. (1941) Die stereoisomeren Formen des Lanthionins. Journal of Biological Chemistry , 140 , 767-771.
  3. ^ Paul, M.; van der Donk, WA (2005) Chemische und enzymatische Synthese von Lanthioninen. Mini-Reviews in Organic Chemistry , 2 , 23-37.
  4. ^ a b Shao, H.; Wang, SHH; Lee, C.-W.; Ösapay, G.; Goodman, M. (1995) Eine einfache Synthese von orthogonal geschützten stereoisomeren Lanthioninen durch regioselektive Ringöffnung von Serin-β-Lacton-Derivaten. Journal of Organic Chemistry , 60 , 2956-2957.
  5. ^ Garcia-Martinez Y, et al. Beeinflusst eine Dysbiose der Darmmikrobiota die metabolischen Veränderungen von Schwefelwasserstoff und Lanthionin bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung? BMC Microbiology 2024 10.1186/s12866-024-03590-0
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  7. ^ Coppola A, Vigorito C, Lombari P, Martínez YG, Borriello M, Trepiccione F, et al. Das urämische Toxin Lanthionin induziert in vitro die Mineralisierung von Endothelzellen. Biomed. 2022;10:444.
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