缬氨霉素是一种脂溶性的抗菌素,其化学结构包含3个D-缬氨酸、3个L-乳酸、3个L-缬氨酸和3个D-羟基异戊酸盐序列,并形成环状肽。它作为一种离子载体,对钾离子(K+)具有特异性亲和力,能够结合钾离子并轻易将其带入膜内,从而产生膜的极化,在膜两侧形成膜电位。
氨基酸及寡肽是有效的光学活性固定相,在气相、液相色谱以及毛细管电泳的手性分离中广泛应用。研究还发现,缬氨霉素可以作为杀虫剂或植物生长调节剂,并可能成为微生物代谢物的潜在药物。
生物学 产生膜电位在没有加入缬氨霉素时,囊泡内外的一价离子总浓度保持基本不变,但囊泡外含有钾离子而囊泡内不含。当向0.1 mol, pH 5.0的醋酸钠溶液中添加0.2 mmol的pH 5.0氯化钾溶液,并加入缬氨霉素后,囊泡膜两侧会产生明显的膜电位。在外边有氯化钾存在的条件下,缬氨霉素将外侧的钾离子带入囊泡内,从而产生极化现象,在囊泡膜两侧形成一定膜电位。随着缬氨霉素浓度增加,膜电位也随之增加,这一过程反过来促使更多的钾离子进入囊泡内部,最终达到平衡状态。
光电响应信号在0.1 mol NaCl溶液中,缬氨霉素对光电响应信号的影响不如K+明显,但同样逐渐变小。光电响应信号部分源自跨膜梯度差,另一部分是质子泵产生的质子梯度。关于缬氨霉素影响光电响应的具体机制,可能是因为离子渗透性的增加导致跨膜梯度崩溃,或者直接影响到紫膜碎片中菌紫质的质子泵功能,亦或两者同时存在。此外,即使质子流没有变化,由于膜电阻下降,光电压也会下降。
药用 抗生素药物通过对一种非典型的灰色链霉菌(Streptomyces griseus)菌株分离,发现其培养液具有强烈的抗蚊幼虫活性。化学分析揭示存在一种杀虫抗生素——缬氨霉素(Valinomycin),它已报道为极赤黄链霉菌(S. fulvissimus)、玫瑰产色链霉菌(S. roseochromogenes)的产物,可用于杀虫、杀线虫和抗蜡。
脂质体离子载体中性环状缩酚酸肽类药物缬氨霉素主要作用于细胞膜。作为流动的离子载体,它可以与单价或双价阳离子结合,并具有不同的特性。阳离子—离子载体复合物通过细胞膜进行扩散。尽管脂质体用作药物载体能降低VM(Valinomycin)的毒性,同时保持甚至加强抗肿瘤作用,但由于它们对重要器官如中枢神经组织、外周神经组织、心脏和肾的毒性问题限制了其广泛使用。
用途缬氨霉素能够选择性地与钾离子(K+)结合形成脂溶性复合物,使钾离子容易通过膜脂双层。它作为呼吸链离子载体抑制剂的作用机制是通过增加线粒体内膜对钾离子的通透性,从而抑制氧化磷酸化作用。此外,它由链霉菌(Bacterium streptomyces)产生。
参考文献