Структура многих антибиотиков с очевидностью свидетельствует о том, что они происходят от определенных аминокислот или от каких-то промежуточных продуктов их биосинтеза. Хотя некоторые из этих антибиотиков имеют практическое значение, исследован биосинтез только немногих из них, и поэтому мы не можем сделать каких-либо общих выводов. Такие выводы невозможно сделать и потому, что структура аминокислот и пути их биосинтеза очень разнообразны. Мы опишем биосинтез только хлорамфеникола — одного из немногих достаточно изученных представителей этого класса соединений.
Группа нуклеозидных антибиотиков значительно более гомогенна. Эти антибиотики являются структурными аналогами обычных нуклеотидов, из которых состоят нуклеиновые кислоты. Некоторые из них, как показано, происходят от нуклеотидов; соответствующие примеры мы рассмотрим ниже.
А. ХЛОРАМФЕНИКОЛ
Вторичные метаболиты с ароматической структурой могут образовываться в биосинтетических путях двух типов: путем циклизации цепей, построенных из ацетатных единиц (точнее, из малоната), что обсуждается ниже, или обычным путем, характерным для образования первичных ароматических метаболитов, иногда называемым путем шикимовой кислоты (по названию одного из характерных промежуточных продуктов). Хлорамфеникол образуется именно этим путем. Первый идентифицированный продукт биосинтетической последовательности — я-аминофенилаланин, который не является обычным продуктом первичного метаболизма. Эксперименты с мечеными предшественниками показали, что он образуется по тому же пути, что и ароматические аминокислоты. Последним промежуточным продуктом, общим для обоих путей, вероятно, является префе- новая кислота. Последующие промежуточные продукты синтеза хлорамфеникола были установлены при использовании меченых предшественников, а общая схема биосинтеза представлена на рис. 6.3.
Интересной особенностью этой схемы является образование первичной спиртовой группы в результате восстановления карбоксильной группы, а также происхождение нитрогруппы, подтверждающее представление о том, что функциональные группы, содержащие азот в окисленном состоянии (гидроксиламин, нитрозо- и нитрогруппы), получаются путем окисления аминов.
Б. НУКЛЁОЗИДНЫЕ АНТИБИОТИКИ
Имеется несколько антибиотиков со структурой, аналогичной структуре природных нуклеозидйв, но ни один из них не имеет важного практического значения. Их отличия от природных нуклеозидов обычно состоят в модификации пуринового или пиримидинового основания или остатка сахара (рибозы) и очень редко затрагивают сразу оба компонента. Многие из этих антибиотиков синтезируются из обычных нуклеотидов. Одним из примеров такого рода является кордицепин, или З'-дезоксиаденозин, получающийся из аденозина (или из адени- ловой кислоты) в реакции, представленной на рис. 6.4. Как видно из рисунка, реакция представляет собой простое восстановление гидроксильной группы без изменения основы молеку-
лы. Сходные реакции осуществляются в первичном метаболизме при биосинтезе 2'-дезоксинуклеотидов.
Более сложные примеры модификации пуринового основания представляют антибиотики туберцидин, сангивамицин и тойокамицин, образующиеся из GTP в последовательности реакций, которые до сих пор установлены неполностью, но которые тем не менее можно представить таким образом, как это