พ โรม ยซ น อ งกฤษ Puromycin เป นยาปฏ ช วนะในกล มอะม โนไกลโคไซด ส งเคราะห ข นได จากแบคท เร ย พ โรม ยซ นจะออกฤทธ ย บย งการ

พูโรมัยซิน (อังกฤษ: Puromycin) เป็นยาปฏิชีวนะในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ สังเคราะห์ขึ้นได้จากแบคทีเรีย พูโรมัยซินจะออกฤทธิ์ยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรีย โดยการทำให้การสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรียสิ้นสุดเร็วกว่าปกติในระหว่างกระบวนการการแปรรหัสพันธุกรรม ส่งผลให้เซลล์แบคทีเรียนั้นขาดโปรตีนที่จำเป็นในการดำรงชีวิตและเพิ่มจำนวน จนทำให้แบคทีเรียนั้นตายไปในที่สุด พูโรมัยซินละลายน้ำได้ค่อนข้างดี (50 mg/ml) ณ ที่ความเข้มข้นไม่เกิน 10 mg/ml จะเป็นสารละลายใสไม่มีสี โดยพูโรมัยซินในรูปแบบสารละลายนี้จะคงสภาพอยู่ได้เป็นระยะเวลา 1 ปี ณ อุณหภูมิ -20 °C.

พูโรมัยซิน
ชื่อ


3′-Deoxy-N,N-dimethyl-3′-(O-methyl-L-tyrosinamido)adenosine
(2S)-2-Amino-N-{(2S,3S,4R,5R)-5-[6-(dimethylamino)-9H-purin-9-yl]-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl}-3-(4-methoxyphenyl)propanamide
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	53-79-2 ()^Y 58-58-2 (DiHCl)^Y
3D model ()	รูปภาพแบบโต้ตอบ
	CHEBI:17939^Y
	ChEMBL469912^N
เคมสไปเดอร์	388623^Y
ดรักแบงก์	DB08437^Y
	D05653^Y
MeSH	Puromycin
ผับเคม CID	439530
	4A6ZS6Q2CL^Y PGN54228S5 (DiHCl)^Y
(EPA)	DTXSID8036788
InChI=1S/C22H29N7O5/c1-28(2)19-17-20(25-10-24-19)29(11-26-17)22-18(31)16(15(9-30)34-22)27-21(32)14(23)8-12-4-6-13(33-3)7-5-12/h4-7,10-11,14-16,18,22,30-31H,8-9,23H2,1-3H3,(H,27,32)/t14-,15+,16+,18+,22+/m0/s1^Y Key: RXWNCPJZOCPEPQ-NVWDDTSBSA-N^Y InChI=1/C22H29N7O5/c1-28(2)19-17-20(25-10-24-19)29(11-26-17)22-18(31)16(15(9-30)34-22)27-21(32)14(23)8-12-4-6-13(33-3)7-5-12/h4-7,10-11,14-16,18,22,30-31H,8-9,23H2,1-3H3,(H,27,32)/t14-,15+,16+,18+,22+/m0/s1 Key: RXWNCPJZOCPEPQ-NVWDDTSBBO
O=C(N[C@@H]3[C@H](O[C@@H](n2cnc1c2ncnc1N(C)C)[C@@H]3O)CO)[C@@H](N)Cc4ccc(OC)cc4
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C₂₂H₂₉N₇O₅
มวลโมเลกุล	471.50956
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa อ้างอิงกล่องข้อมูล

กลไกการออกฤทธิ์

พูโรมัยซินเป็นยาปฏิชีวนะ กลุ่มย่อยอะมิโนนิวคลีโอไซด์ ที่สกัดได้จากแบคทีเรีย ซึ่งยานี้จะออกฤทธิ์รบกวนการสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรียก่อโรค โดยทำให้การสังเคราะห์โปรตีนนั้นๆสิ้นสุดกระบวนการเร็วกว่าปกติในช่วงที่มีการการแปรรหัสพันธุกรรมในไรโบโซมของเซลล์แบคทีเรีย โดยพูโรมัยซินมีส่วนของโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับปลายสาย 3' ของอะมิโนอะซิทิเลทเตด ทีอาร์เอ็นเอ (aminoacylated tRNA) ซึ่งส่วนนี้จะเข้าจับตำแหน่ง A site บนไรโบโซมของแบคทีเรียแทนทีอาร์เอ็นเอ จนเกิดเป็นสายพูโรมิซิเลท (puromycylated nascent chain) ขึ้น และทำให้สายพอลีเพพไทด์ที่กำลังสังเคราะห์ในไรโบโซมนั้นสิ้นสุดและถูกปล่อยออกไปเร็วกว่าปกติ ซึ่งสายพอลีเพพไทด์ที่ได้นี้จะไม่สามารถทำงานได้ ส่งผลให้เซลล์แบคทีเรียนั้นไม่สามารถดำรงชีวิตและขยายพันธุ์ได้ จนตายไปในที่สุด ทั้งนี้ กลไกการออกฤทธิ์โดยละเอียดของพูโรมัยซินนั้นยังไม่ทราบแน่ชัดเท่าใดนัก แต่การที่ตำแหน่ง 3' ของพูโรมัยซินมีหมู่แทนที่เอไมด์แทนที่จะเป็นเอสเทอร์เหมือนที่พบในทีอาร์เอ็นเอนั้น ทำให้ยานี้มีความคงทนต่อการเกิด และส่งผลยับยั้งการทำงานของไรโบโซมได้ดี อย่างไรก็ตาม พูโรมัยซินนั้นไม่ได้ออกฤทธิ์อย่างจำเพาะ โดยจะส่งผลต่อทั้งเซลล์โพรคาริโอตและยูคาริโอต

นอกจากนี้ พูโรมัยซินยังออกฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ dipeptidyl-peptidase II (serine peptidase) และเอนไซม์ cytosol alanyl aminopeptidase (metallopeptidase) แบบผันกลับได้ โดยกลไกการยับยั้งนี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ยิ่งไปกว่า พูโรมัยซินยังถูกนำมาใช้เพื่อแยกเอนไซม์สองชนิดออกจากกัน คือ เอนไซม์ aminopeptidase M ที่ถูกกระตุ้นได้โดยพูโรมัยซิน และเอนไซม์ cytosol alanyl aminopeptidase ที่ถูกยับยั้งได้โดยพูโรมัยซิน

การใช้ประโยชน์

การเพาะเลี้ยงเซลล์

ในการศึกษาด้านชีววิทยาของเซลล์ได้มีการนำเอาพูโรมัยซินมาใช้ในระบบการเพาะเลี้ยงเซลล์ เนื่องด้วยคุณสมบัติที่เป็นพิษต่อทั้งเซลล์โพรคาริโอตและยูคาริโอต โดยเซลล์ตัวอย่างจะถูกทำให้ทนต่อพูโรมัยซินด้วยการตกแต่งพันธุกรรมด้วยยีนดื้อยาที่มีชื่อว่า pac gene ที่ทำหน้าที่ผลิตเอนไซม์ N-acetyl-transferase ที่ได้จากแบคทีเรีย จากนั้นเซลล์ตัวอย่างจะถูกนำไปเพาะเลี้ยงในอาหารจำเพาะที่มีพูโรมัยซินละลายอยู่ที่ความเข้มข้น 1-10 μg/ml (ถึงแม้ว่าความเป็นพิษต่อยูคาริโอตของพูโรมัยซินนั้นจะเกิดขึ้นได้ที่ความเข้มข้นน้อยกว่า 1 μg/ml ก็ตาม) พูโรมัยซินจะออกฤทธิ์ฆ่าเซลล์ที่ไม่ได้รับการตกแต่งพันธุกรรมด้วยยีนดื้อยาได้มากถึงร้อยละ 99 ภายในระยะเวลา 2 วัน

การคัดเลือก Escherichia coli

พูโรมัยซินออกฤทธิ์ต้าน E. coli ได้น้อยมาก โดยจะทำการเพาะเลี้ยงหาสายพันธุ์ที่ทนต่อพูโรมัยซินในอาหารเลี้ยงเชื้อ LB agar ที่มีความเข้มข้นของพูโรมัยซิน 125 µg/ml แต่การใช้พูโรมัยซินในการคัดเลือกสายพันธุ์ E. coli นี้ต้องการการปรับ pH ของสารละลายที่แม่นยำ ณ ค่าที่ต่างกันออกไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ที่ต้องการคัดเลือก จานเพาะเชื้อที่ผสมพูโรมัยซินแล้วมีความคงตัวประมาณ 1 เดือนเมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4 °C.

การคัดเลือกยีสต์

การดื้อต่อพูโรมัยซินในยีสต์พบว่าเกิดจากการแสดงออกของยีน puromycin N-acetyl-transferase (pac) ความเข้มข้นของพูโรมัยซินที่ใช้ในการคัดเลือกยีสต์อย่างบริเวอร์ยีสต์นั้นจะสูงกว่าที่ใช้ในการคัดเลือกเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ทั้งนี้ การกำจัดยีนที่ก่อให้เกิดการดื้อต่อยาหลายขนานผ่านกลไกการขับยาออกอย่าง ยีน Pdr5 จะทำให้เซลล์มีความไวต่อพูโรมัยซินเพิ่มขึ้นได้

อ้างอิง

Fermentek. (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2014-09-01. สืบค้นเมื่อ 14 January 2018.
Pestka, S. (1971). "Inhibitors of ribosome functions". Annu. Rev. Microbiol. 25: 487–562. doi:10.1146/annurev.mi.25.100171.002415. PMID 4949424.
Eggers DK, Welch WJ, Hansen WJ (1997). "Complexes between nascent polypeptides and their molecular chaperones in the cytosol of mammalian cells". Mol Biol Cell. 8 (8): 1559–1573. doi:10.1091/mbc.8.8.1559. PMC 276176. PMID 9285825.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()
Starck SR, Green HM, Alberola-Ila J, Roberts RW (2004). "A general approach to detect protein expression in vivo using fluorescent puromycin conjugates". Chem. Biol. 11 (7): 999–1008. doi:10.1016/j.chembiol.2004.05.011. PMID 15271358.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()
Dando, Pam M.; Young, Nina E.; Barrett, Alan J. (1997). "Aminopeptidase PS: a Widely Distributed Cytosolic Peptidase". ใน Hopsu-Havu, Väinö K.; Järvinen, Mikko; Kirschke, Heidrun (บ.ก.). Proteolysis in Cell Functions. IOS Press. pp. 88–95. ISBN .
McDonald JK, Reilly TJ, Zeitman BB, Ellis S (1968). "Dipeptidyl arylamidase II of the pituitary. Properties of lysylalanyl-beta-naphthylamide hydrolysis: inhibition by cations, distribution in tissues, and subcellular localization". The Journal of Biological Chemistry. 243 (8): 2028–37. PMID 5646493.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()^[]
http://www.puromycin.com/protocols.htm
MacDonald C, Piper RC (2015). "Puromycin- and methotrexate-resistance cassettes and optimized Cre-recombinase expression plasmids for use in yeast". Yeast. 32 (5): 423–38. doi:10.1002/yea.3069. PMC 4454448. PMID 25688547.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()

แหล่งข้อมูลอื่น

ฐานข้อมูลออนไลน์สำหรับเอนไซม์เปปทิเดสและสารที่ยับยั้งเอนไซม์เปปทิเดส: พูโรมัยซิน^[]

[Fermantek-1] Fermentek. (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2014-09-01. สืบค้นเมื่อ 14 January 2018.

[Pestka-2] Pestka, S. (1971). "Inhibitors of ribosome functions". Annu. Rev. Microbiol. 25: 487–562. doi:10.1146/annurev.mi.25.100171.002415. PMID 4949424.

[3] Eggers DK, Welch WJ, Hansen WJ (1997). "Complexes between nascent polypeptides and their molecular chaperones in the cytosol of mammalian cells". Mol Biol Cell. 8 (8): 1559–1573. doi:10.1091/mbc.8.8.1559. PMC 276176. PMID 9285825.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()

[4] Starck SR, Green HM, Alberola-Ila J, Roberts RW (2004). "A general approach to detect protein expression in vivo using fluorescent puromycin conjugates". Chem. Biol. 11 (7): 999–1008. doi:10.1016/j.chembiol.2004.05.011. PMID 15271358.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()

[5] Dando, Pam M.; Young, Nina E.; Barrett, Alan J. (1997). "Aminopeptidase PS: a Widely Distributed Cytosolic Peptidase". ใน Hopsu-Havu, Väinö K.; Järvinen, Mikko; Kirschke, Heidrun (บ.ก.). Proteolysis in Cell Functions. IOS Press. pp. 88–95. ISBN .

[6] McDonald JK, Reilly TJ, Zeitman BB, Ellis S (1968). "Dipeptidyl arylamidase II of the pituitary. Properties of lysylalanyl-beta-naphthylamide hydrolysis: inhibition by cations, distribution in tissues, and subcellular localization". The Journal of Biological Chemistry. 243 (8): 2028–37. PMID 5646493.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()^[]

[7] ttp://www.puromycin.com/protocols.htm

[8] MacDonald C, Piper RC (2015). "Puromycin- and methotrexate-resistance cassettes and optimized Cre-recombinase expression plasmids for use in yeast". Yeast. 32 (5): 423–38. doi:10.1002/yea.3069. PMC 4454448. PMID 25688547.{{}}: CS1 maint: uses authors parameter ()