靈菌紅素

靈菌紅素
	IUPAC名; 2-methyl-3-pentyl-6-methoxyprodiginine
識別
CAS號	82-89-3
PubChem	5351169
ChemSpider	10577755
InChI	1/C20H25N3O/c1-4-5-6-8-15-11-16(22-14(15)2)12-19-20(24-3)13-18(23-19)17-9-7-10-21-17/h7,9-13,21,23H,4-6,8H2,1-3H3/b16-12+;
InChIKey	SZXDNGVQRDTJSD-FOWTUZBSBS
ChEBI	82758
MeSH	Prodigiosin
性質
化學式	C20H25N3O
摩爾質量	323.432 g·mol⁻¹
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

靈菌紅素（Prodigiosin，正式名稱為2-methyl-3-pentyl-6-methoxyprodiginine）是Prodiginin（中文名不詳）的一種。它具有Prodiginin的基本結構，也就是三吡咯環，其中的一個吡咯環C2上帶有一個甲基，C3上則有一個戊基。靈菌紅素是一種紅色物質，可由粘質沙雷氏菌（Serratia marcescens）等細菌合成的次級代謝產物。雖然其對於生產者的作用和意義還不是徹底明了，但現在它已被發現具有多種生物活性作用，能抗癌，抗微生物，抗瘧疾，抗霉，免疫抑制的作用。其中抗癌方面，因為其具有癌組織的高針對性和對正常細胞則表現的低毒害作用，而成為一種非常有潛力的抗癌物質^[1]。

來源

靈菌紅素已知可以由下列細菌合成：Serratia 39006，粘質沙雷氏菌（Serratia marcescens），普城沙雷菌Serratia plymuthica，Hahella chejuensis，Pseudomonas magnesiorubra，Vibrio psychroerythreus。^[1]。

抗癌作用

靈菌紅素對比起另外一些化學療法藥劑，如環磷琉胺（cyclophosphamide）具有低細胞毒作用，只有當濃度大於300nM時才具有明顯的淋巴細胞抑制作用。而後者在其有效濃度時毒性已非常高^[2]。靈菌紅素能對抗一系列的癌細胞，如肺，結腸，腎和乳房的癌細胞系。

靈菌紅素對癌細胞作出多方面的攻擊。首先，它能在銅離子配合下破壞癌細胞的雙鏈DNA。而癌細胞相比起非癌組織具有較高的銅離子濃度（3.5倍），這也成為靈菌紅素對癌組織具有高針對性的一個基礎。靈菌紅素在pH6.8（如乳癌細胞）下表現出最有效的DNA破壞作用，而普通細胞的pH則為7.4左右，這種性質更助長了其抗癌針對性。另外靈菌紅素可能可以通過抑制細胞中型拓撲異構酶I和Ⅱ的活性而進一步達到破化DNA複製的目的。

另外，靈菌紅素可以破化細胞內的線粒體，高爾基體和溶酶體對細胞質的pH梯度，降低細胞內ATP水平。這是由於靈菌紅素可以在這些細胞器的膜上起到離子孔（Ionophore）的作用，而抵消氫氯離子的同向轉運。

第三，靈菌紅素可以激活細胞內細胞凋亡途徑。一方面，靈菌紅素激活前半胱天冬酶8（Pro-Caspase 8），繼而啟動了細胞內半胱天冬酶依賴的細胞凋亡。另一方面，它也可以使線粒體釋放其細胞凋亡誘導因子（Apoptosis inducing factor，簡稱AIF）而觸發非半胱天冬酶依賴的細胞凋亡。

除此之外，靈菌紅素還會通過一系列誘導或抑制的作用達到抑制細胞周期的目的^[3]。

另外，根據Zhang, et al.的研究，靈菌紅素還可以促進細胞集結，阻止癌細胞對周遭組織的入侵或是遠端轉移^[4]。

參考文獻

^ ^1.0 ^1.1 Williamson, N. R., Fineran, P. C., Leeper, F. J., Salmond, G. P. C. The biosynthesis and regulation of bacterial prodiginines. Nature Reviews. 2006, 4: 887–899 （英語）.
^ US Patent 6645962 - Process of using prodigiosin as an immunosuppressive. patentstorm.us. 2003 [2008-07-25]. （原始內容存檔於2010-06-12）（英語）.
^ Williamson, N. R., Fineran, P., Gristwood, T., Chawrai, S. R., Leeper, F. J., Salmond, G. PC. Anticancer and immunosuppressive properties of bacterial prodiginines. Future Microbiol. 2006, 2 (6): 1–14 （英語）.
^ Zhang, J., Shen, Y., Liu, J., Wei, D. Antimetastatic effect of prodigiosin through inhibition of tumor invasion. Biocheical Pharmacology. 2004, 69: 407–414 （英語）.

[Einleitung-1] 1.0 ^1.1 Williamson, N. R., Fineran, P. C., Leeper, F. J., Salmond, G. P. C. The biosynthesis and regulation of bacterial prodiginines. Nature Reviews. 2006, 4: 887–899 （英語）.

[Cytotoxic_effect-2] US Patent 6645962 - Process of using prodigiosin as an immunosuppressive. patentstorm.us. 2003 [2008-07-25]. （原始內容存檔於2010-06-12）（英語）.

[Anticancer-3] Williamson, N. R., Fineran, P., Gristwood, T., Chawrai, S. R., Leeper, F. J., Salmond, G. PC. Anticancer and immunosuppressive properties of bacterial prodiginines. Future Microbiol. 2006, 2 (6): 1–14 （英語）.

[Antimetastasis-4] Zhang, J., Shen, Y., Liu, J., Wei, D. Antimetastatic effect of prodigiosin through inhibition of tumor invasion. Biocheical Pharmacology. 2004, 69: 407–414 （英語）.

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