Iturín

Las iturinas son un grupo de lipopéptidos cíclicos antifúngicos producidos por especies de Bacillus , especialmente miembros del grupo de especies Bacillus subtilis . Pertenecen a la familia más amplia de lipopéptidos iturínicos , que también incluye las bacilomicinas, la micosubtilina y la mojavensina. ^{[ 1 ]} Los miembros de esta familia consisten en un anillo de siete α-aminoácidos (un heptapéptido cíclico) cerrado por un único ácido graso β-amino cuya cadena alquílica suele tener entre 14 y 17 carbonos. ^{[ 2 ]} Esta arquitectura anfifílica confiere a las iturinas una fuerte afinidad por las membranas celulares, lo que explica tanto su comportamiento surfactante como su acción antifúngica. ^{[ 2 ]} La iturina A es un miembro bien estudiado del grupo. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Las iturinas son moléculas formadoras de poros con actividad de membrana, dirigidas principalmente contra levaduras y hongos filamentosos, más que contra bacterias. ^{[ 2 ]} Junto con las familias surfactina y fengicina , se encuentran entre los principales lipopéptidos de Bacillus implicados en el control biológico de enfermedades de las plantas, y las cepas que las producen se utilizan como agentes de biocontrol contra patógenos fúngicos de las plantas. ^{[ 4 ] [ 1 ]} Las iturinas purificadas se estudian como biofungicidas y biosurfactantes . ^{[ 5 ]}

La iturina fue descrita por primera vez en 1950 por Lucien Delcambe a partir de una cepa de Bacillus subtilis , ^{[ 6 ]} y se describió en detalle en una monografía de 1957. ^{[ 7 ]} El nombre deriva de la región de Ituri , en el noreste de la República Democrática del Congo (el Congo Belga en aquel entonces), donde se había aislado la cepa productora. ^{[ 1 ]}

Los lipopéptidos iturínicos son heptapéptidos cíclicos unidos a un ácido graso β-amino. ^{[ 2 ]} En la iturina A, la secuencia peptídica es L-Asn–D-Tyr–D-Asn–L-Gln–L-Pro–D-Asn–L-Ser (patrón quiral LDDLLDL) con una D- tirosina invariante en la posición 2; el anillo se cierra mediante un ácido graso β-amino cuya cadena alquílica varía de C ₁₄ a C ₁₇ , dando lugar a una serie de homólogos naturales. ^{[ 8 ] [ 2 ]} En la preparación utilizada para la determinación de su estructura original, la iturina A comprendía dos homólogos, C ₄₈ H ₇₄ N ₁₂ O ₁₄ y C ₄₉ H ₇₆ N ₁₂ O ₁₄ , con masas nominales reportadas de 1042 y 1056  Da. ^{[ 3 ]}

La familia iturínica más amplia comparte residuos conservados en las primeras posiciones peptídicas, pero varía en otras; además de las iturinas, incluye bacilomicina D, F y L, micosubtilina y mojavensina. ^{[ 1 ]} La iturina A se sintetiza de forma no ribosómica ; en B. subtilis RB14, su operón biosintético comprende cuatro genes, ituD , ituA , ituB e ituC , caracterizados en 2001. ^{[ 9 ]}

Las iturinas muestran una fuerte actividad antifúngica de amplio espectro contra muchas levaduras y hongos filamentosos, mientras que su actividad antibacteriana es limitada (se ha informado, por ejemplo, contra Micrococcus luteus ). ^{[ 2 ]} Son moléculas formadoras de poros con actividad de membrana: la cola hidrofóbica impulsa la inserción en la bicapa lipídica diana, y por encima de una concentración umbral las moléculas se ensamblan en poros conductores de iones, causando la fuga de potasio y otros contenidos celulares y, en última instancia, la muerte celular. ^{[ 2 ] [ 1 ]} En Aspergillus niger , también se ha informado que la iturina A induce la acumulación de especies reactivas de oxígeno . ^{[ 10 ]} Las iturinas pueden ser hemolíticas a concentraciones más altas, por lo que el equilibrio entre actividad y toxicidad depende del compuesto específico y la concentración. ^{[ 5 ]}

Los lipopéptidos iturínicos son metabolitos importantes de muchas cepas de Bacillus utilizadas como agentes de control biológico contra enfermedades fúngicas de las plantas. ^{[ 1 ] [ 4 ]} Las iturinas purificadas (especialmente la iturina A) se estudian como biofungicidas y biosurfactantes , y existe interés en investigar otras aplicaciones; la mayoría de estos usos de los compuestos purificados aún se encuentran en fase de investigación. ^{[ 5 ]}