Enterobactina

L'enterobactina (conosciuta anche come enterochelina) è un sideroforo, cioè un composto chelante il ferro secreto da alcuni microrganismi, ad alta affinità, che acquisisce il ferro per i sistemi biologici. Si trova principalmente nei batteri Gram-negativi, ad esempio Escherichia coli e Salmonella typhimurium.^[2]

Enterobactina
Nome IUPAC
N,N',N"-((3S,7S,11S)-2,6,10- trioxo-1,5,9-trioxacyclododecane- 3,7,11-triyl)tris(2,3-dihydroxybenzamide)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C30H27N3O15
Massa molecolare (u)	669,55
Numero CAS	28384-96-5
PubChem	34231
SMILES	C1C(C(=O)OCC(C(=O)OCC(C(=O)O1)NC(=O)C2=C(C(=CC=C2)O)O)NC(=O)C3=C(C(=CC=C3)O)O)NC(=O)C4=C(C(=CC=C4)O)O
Indicazioni di sicurezza
Frasi H	---
Consigli P	---[1]

L'enterobactina è il sideroforo più forte ad oggi conosciuto, capace di legare lo ione ferrico (Fe³⁺) con elevata affinità (K= 10⁵² M⁻¹).^[3] Questo valore è decisamente più elevato rispetto anche ad alcuni chelanti sintetici, come l'EDTA (K_f,Fe3+ ~ 10²⁵ M⁻¹). A causa della sua alta affinità, l'enterobactina è capace di esercitare la sua azione chelante anche in ambienti in cui la concentrazione dello ione ferrico è in realtà piuttosto bassa, ad esempio all'interno degli organismi viventi. L'enterobactina può estrarre il ferro anche dall'aria. I batteri patogeni, grazie a questo composto, possono captare il ferro da altri organismi viventi ricorrendo a questo meccanismo, perfino se la concentrazione di ferro è mantenuta estremamente bassa (a causa della tossicità intrinseca del ferro libero).

Storia

L'enterobactina fu scoperta dal gruppo di lavoro di Gibson and Neilands nel 1970. Gli studi iniziali chiarirono la struttura del composto e la relazione con l'acido 2,3-diidrossibenzoico.^[4][5]

Struttura e biosintesi

L'acido corismico, un precursore degli amminoacidi aromatici, viene convertito in acido 2,3-diidrossibenzoico (DHB) da una serie di enzimi, EntA, EntB e EntC. Un legame ammidico dell'acido 2,3-diidrossibenzoico alla L-serina è poi catalizzato da EntD, EntE, EntF e EntB. Tre molecole del DHB-Ser che si vengono a formare subiscono poi ciclizzazione intermolecolare, cedendo Enterobactina. Sebbene sia possibile che si formino un certo numero di stereoisomeri (a causa della chiralità dei residui di serina), solo l'isomero Δ-cis è metabolicamente attivo.^[6]

Sintesi dell'enterobactina

Meccanismo

La carenza di ferro nelle cellule batteriche innesca la secrezione di enterobactina nell'ambiente extracellulare, causando la formazione di un complesso di coordinamento "FeEnt" in cui lo ione ferrico è chelato alla base coniugata dell'enterobactina. Nel batterio Escherichia coli, FepA sulla membrana esterna batterica, consente l'ingresso di FeEnt nel periplasma batterico. FepB, C, D e G partecipano tutti al trasporto di FeEnt attraverso la membrana interna mediante un trasportatore transmembrana (una proteina ABC).^[7] A causa dell'estrema affinità di legame dell'enterobactina con il ferro, è necessario scindere FeEnt con un'esterasi ferroenterobactina per rimuovere il ferro. Questo clivaggio produce tre molecole di 2,3-diidrossibenzoil-L-serina. La riduzione del ferro (da Fe³⁺ a Fe²⁺) si verifica in concomitanza con questa scissione, ma non è stata ancora identificata una reduttasi FeEnt batterica, e il meccanismo di questo processo non è ancora chiaro.^[8] Il potenziale di riduzione per il complesso Fe³⁺/Fe²⁺-enterobactina è pH dipendente e varia da -0,57 V (vs NHE - elettrodo standard a idrogeno) a pH 6 a -0,79 V a pH 7,4 fino a -0.99 a valori di pH superiore a 10,4.^[9]