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Articulo de referencia

Valinomicina

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La valinomicina es un dodecadepsipéptido natural que se utiliza en el transporte de potasio y como antibiótico . Se obtiene de las células de varias especies de Streptomyces , siendo S. fulvissimus una de las más destacadas.

Es un miembro del grupo de ionóforos neutros naturales porque no tiene carga residual. Está compuesto por los enantiómeros D- y L -valina (Val), ácido D -alfa-hidroxiisovalérico y ácido L - láctico . Las estructuras se unen alternativamente mediante puentes amida y éster . La valinomicina es altamente selectiva para los iones potasio sobre los iones sodio dentro de la membrana celular . [ 2 ] Funciona como un transportador específico de potasio y facilita el movimiento de iones potasio a través de las membranas lipídicas "a favor" del gradiente de potencial electroquímico. [ 3 ] La constante de estabilidad K para el complejo potasio-valinomicina es casi 100 000 veces mayor que la del complejo sodio-valinomicina. [ 4 ] Esta diferencia es importante para mantener la selectividad de la valinomicina para el transporte de iones potasio (y no de iones sodio) en sistemas biológicos.

En Estados Unidos, se clasifica como una sustancia extremadamente peligrosa según lo definido en la Sección 302 de la Ley de Planificación de Emergencias y Derecho a la Información de la Comunidad de Estados Unidos (42 USC 11002), y está sujeta a estrictos requisitos de notificación por parte de las instalaciones que la producen, almacenan o utilizan en cantidades significativas. [ 5 ]

Estructura

Estructura obtenida mediante cristalografía de rayos X del catión potasio (de color turquesa) unido a la valinomicina. [ 6 ]

La valinomicina es un dodecadepsipéptido, es decir, está formada por doce aminoácidos y ésteres alternados para formar una molécula macrocíclica. Los doce grupos carbonilo son esenciales para la unión de iones metálicos y también para la solvatación en disolventes polares . Los grupos isopropilo y metilo son responsables de la solvatación en disolventes no polares . [ 7 ] Junto con su forma y tamaño, esta dualidad molecular es la razón principal de sus propiedades de unión. Los iones K deben ceder su agua de hidratación para pasar a través del poro. Los iones K + están coordinados octaédricamente en una geometría bipiramidal cuadrada por 6 enlaces carbonilo de Val. En este espacio de 1,33 Angstrom, Na +, con su radio de 0,95 Angstrom, es significativamente más pequeño que el canal, lo que significa que Na + no puede formar enlaces iónicos con los aminoácidos del poro con una energía equivalente a la de aquellos que cede con las moléculas de agua. Esto conduce a una selectividad 10 000 veces mayor para los iones K + sobre Na + . En disolventes polares, la valinomicina expone principalmente los grupos carbonilo al disolvente, mientras que en disolventes no polares, los grupos isopropilo se ubican predominantemente en el exterior de la molécula. Esta conformación cambia cuando la valinomicina se une a un ion potasio. La molécula queda "bloqueada" en una conformación con los grupos isopropilo en el exterior [Cita requerida]. En realidad, no queda bloqueada en esta configuración debido a la gran flexibilidad que le confiere su tamaño, pero el ion potasio le proporciona cierto grado de coordinación.

Aplicaciones

Recientemente se informó que la valinomicina es el agente más potente contra el coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave (SARS-CoV) en células Vero E6 infectadas . [ 8 ] Se ha demostrado que la valinomicina inhibe completamente el virus vaccinia en un ensayo basado en células en una línea celular humana. [ 9 ]

La valinomicina actúa como un agente isoformador no metálico en electrodos selectivos de potasio . [ 10 ] [ 11 ]

Este ionóforo se utiliza para estudiar vesículas de membrana , donde puede aplicarse selectivamente mediante diseño experimental para reducir o eliminar el gradiente electroquímico a través de una membrana.

Referencias

  1. 1 2 3 "ChemIDplus - 2001-95-8 - FCFNRCROJUBPLU-DNDCDFAISA-N - Valinomicina - Búsqueda de estructuras similares, sinónimos, fórmulas, enlaces a recursos y otra información química" . TOXNET . Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Archivado del original el 20 de diciembre de 2015.
  2. ↑ Lars, Rose, Jenkins ATA (2007). "El efecto del ionóforo valinomicina en membranas lipídicas biomiméticas soportadas sólidas DPPTE/EPC". Bioelectrochemistry . 70 (2): 387– 393. doi : 10.1016/j.bioelechem.2006.05.009 . PMID 16875886 . 
  3. ↑ Cammann K (1985). "Membranas masivas selectivas de iones como modelos". Top. Curr. Chem . Temas en Química Actual. 128 : 219–258 . doi : 10.1007/3-540-15136-2_8 . ISBN 978-3-540-15136-4.
  4. ↑ Rose MC, Henkens RW (1974). "Estabilidad de los complejos de sodio y potasio de valinomicina". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects . 372 (2): 426– 435. doi : 10.1016/0304-4165(74)90204-9 .
  5. ↑ "40 CFR: Apéndice A de la Parte 355: Lista de sustancias extremadamente peligrosas y sus cantidades umbral de planificación" (PDF) ( edición del 1 de julio de 2008). Oficina de Imprenta del Gobierno . Archivado (PDF) del original el 25 de febrero de 2012. Recuperado el 29 de octubre de 2011 . 
  6. ↑ Hamilton JA, Sabesan MN, Steinrauf LK (1981). "Estructura cristalina del picrato de potasio de valinomicina: efectos del anión en los complejos catiónicos de valinomicina". Journal of the American Chemical Society . 103 (19): 5880– 5885. doi : 10.1021/ja00409a043 .
  7. ↑ Thompson M, Krull UJ (1982). "La respuesta electroanalítica de la membrana lipídica bicapa a la valinomicina: contenido de colesterol de la membrana". Anal. Chim. Acta . 141 : 33– 47. Bibcode : 1982AcAC..141...33T . doi : 10.1016/S0003-2670(01)95308-5 .
  8. ↑ Zhang D, Ma Z, Chen H, Lu Y, Chen X (octubre de 2020). "Valinomicina como un potencial agente antiviral contra los coronavirus: una revisión" . Biomedical Journal . 43 (5): 414– 423. doi : 10.1016/j.bj.2020.08.006 . ISSN 2319-4170 . PMC 7417921. PMID 33012699 .   
  9. ↑ Witwit H, Cubitt B, Khafaji R, Castro EM, Goicoechea M, Lorenzo MM, Blasco R, Martinez-Sobrido L, de la Torre JC (enero de 2025). "Reutilización de fármacos para terapias de combinación sinérgica para contrarrestar la resistencia al tecovirimat del virus de la viruela del mono" . Viruses . 17 (1): 92. doi : 10.3390/v17010092 . ISSN 1999-4915 . PMC 11769280 .  
  10. ↑ Safiulina D, Veksler V, Zharkovsky A, Kaasik A (2006). "La pérdida del potencial de membrana mitocondrial se asocia con un aumento del volumen mitocondrial: función fisiológica en las neuronas". J. Cell. Physiol. 206 (2): 347– 353. doi : 10.1002/jcp.20476 . PMID 16110491 . S2CID 34918061 .  
  11. ↑ "Boletín sobre ionóforos de potasio" (PDF) . Archivado (PDF) del original el 15 de marzo de 2012. Consultado el 19 de mayo de 2009 .