Прејди на содржината

Стрептомици

Од Википедија — слободната енциклопедија

Стрептомици, од στρεπτός (streptós), што значи „извиткан“ и μύκης (múkés), што значи „габа“, е најголемиот род на Actinomycetota и главниот род на семејството Streptomycetaceae. Опишани се над 700 видови бактерии Streptomycetes. Како и кај другите Actinomycetota, стрептомицетите спаѓаат во грам-позитивни бактерии и имаат многу големи геноми со висока содржина на GC.[1] Пронајдени претежно во почвата и распаѓачката вегетација, повеќето стрептомицети произведуваат спори и се познати по нивниот посебен „земјен“ мирис што е резултат на производството на испарлив метаболит, геосмин. Различни соеви од истиот вид можат да колонизираат многу различни средини.[1]

Стрептомицетите поседуваат комплексен секундарен метаболизам. Помеѓу 5-23% (просек: 12%) од гените што се заслужни за кодирање на протеини на секој вид Streptomyces се вклучени во нивниот секундарен метаболизам. Стрептомицетите произведуваат над две третини од антибиотиците кои се користат во медицината од природно потекло (на пр., неомицин, стрептомицин, ципемицин, гриземицин, ботромицини и хлорамфеникол). Антибиотикот стрептомицин го добива своето име директно од Streptomyces . Стрептомиците се ретки патогени, иако инфекциите кај луѓето, како што е мицетомот, можат да бидат предизвикани од S. somaliensis и S. sudanensis, а кај растенијата може да бидат предизвикани од S. caviscabies, S. acidiscabies, S. turgidiscabies и S. scabies .

Таксономија

[уреди | уреди извор]

Кога Селман Ваксман и Артур Хенричи во 1943 година го поделиле родот Actinomyces на потесни родови, тие не успеале да најдат валидно генеричко име за аеробни споролативни видови, па затоа морале да измислат ново.[2]

Streptomyces е типски род од семејството Streptomycetaceae [3] и моментално опфаќа повеќе од 700 видови, а бројот се зголемува годишно.[4] [5] Се проценува дека вкупниот број на видови од Streptomyces е близу 1600.[1] Ацидофилните и кисело-толерантните соеви кои првично биле класифицирани под овој род подоцна се преместени во Kitasatospora (1997)[6] и Streptacidiphilus (2003).[7] Номенклатурата на видовите обично се одвива на база на бојата на нивните хифи и спори.

Saccharopolyspora erythraea порано била сведена на овој род (како Streptomyces erythraeus).

Геномика

[уреди | уреди извор]

Целокупниот геном на „ S. coelicolor сој A3(2)“ бил објавен во 2002 година.[8] Во тоа време, се сметало дека геномот на „ S. coelicolor “ содржи најголем број гени од која било друга бактерија.[8] Хромозомот е долг 8.667.507 bp со содржина на GC од 72,1% и се предвидува дека содржи 7.825 гени што кодираат протеини.[8] Кога станува збор за таксономијата, „ S. coelicolor A3(2)“ припаѓа на видот S. violaceoruber и не е валидно опишан посебен вид; „ S. coelicolor A3(2)“ не треба да се меша со вистинскиот S. coelicolor (Müller), иако често се нарекува S. coelicolor за погодност.[9] Анализите на транскриптомот и транслатомот на сојот A3(2) беа објавени во 2016 година.[10]

Првата комплетна геномска секвенца на S. avermitilis била завршена во 2003 година.[11] Секој од овие геноми формира хромозом со линеарна структура, за разлика од повеќето бактериски геноми, кои се јавуваат во форма на кружни хромозоми.[12] Геномската секвенца на S. scabiei, член на родот кој има способност да предизвика болест на краста од компир, е одредена во Институтот Wellcome Trust Sanger. Со должина од 10,1 Mbp и кодирање на 9.107 привремени гени, тоа е најголемиот познат секвенциониран геном на Streptomyces, веројатно поради големиот остров на патогеност.[12][13]

Геномите на различните видови Streptomyces се карактеризираат со извонредна пластичност, преку антички дупликации на еден ген, блок дупликации (главно на хромозомските краци) и хоризонтален трансфер на гени.[1][14] Големината на нивниот хромозом се движи од 5,7-12,1 Mbps (просек: 8,5 Mbps), бројот на хромозомски кодирани протеини се движи од 4983-10.112 (просек: 7130), додека нивната висока содржина на GC варира од 68,8-74,7% (просек: 71,7%).[1] Протеомот со меко јадро од 95% од родот се состои од приближно 2000-2400 протеини.[1] Пангеномот е отворен.[15][16] Покрај тоа, значајна геномска пластичност се јавува дури и помеѓу соеви од ист вид, каде што бројот на помошни протеини (на ниво на вид) се движи од 250 до повеќе од 3000.[1] Интересно е тоа што е забележана корелација помеѓу бројот на ензими кои дејствуваат на јаглехидрати и кластери на секундарни метаболити за биосинтетска генска активност ( сидерофори, е-полилизин и лантипептиди тип III) кои се поврзани со конкуренција меѓу бактериите, кај видовите Streptomyces.[1] Стрептомицетите се едни од главните разградувачи на биомаса, главно преку нивните ензими кои дејсвуваат на јаглехидрати.[17] Според тоа, тие исто така треба да развијат арсенал од сидерофори и антимикробни агенси за да ја надминат конкуренцијата од други бактерии во овие средини богати со хранливи материи што ги создаваат.[1] Неколку еволутивни анализи покажле дека поголемиот дел од еволутивно стабилните геномски елементи се локализирани главно во централниот дел на хромозомот, додека еволутивно нестабилните елементи имаат тенденција да се локализираат на хромозомските краци.[1][18][19][20][21] Така, хромозомските краци се појавуваат како дел од геномот кој е главно заслужен за брза адаптација и на ниво на вид и на ниво на сој.[1]

Биотехнологија

[уреди | уреди извор]

Истражувачите на биотехнологијата ги употребиле видовите Streptomyces за хетерологна експресија на протеини. Традиционално, Escherichia coli бил видот кој го избрале за експресија на еукариотски гени, бидејќи бил добро разбран и лесен за работа.[22][23] Експресијата на протеини карактеристични за прокариотите во E.coli знае да биде проблематична. Понекогаш, протеините не се пакуваат правилно, што може да доведе до нерастворливост, сублимација во инклузиони тела и губење на биолошката активност на производот.[24] Иако соевите на E.coli имаат механизми за секреција, тие се со ниска ефикасност и резултираат со секреција во периплазматскиот простор, додека секрецијата од страна на грам-позитивна бактерија, како што е видот Streptomyces, резултира со секреција директно во екстрацелуларната средина. Покрај тоа, видовите Streptomyces имаат поефикасни механизми за секреција од E.coli. Својствата на системот за секреција се предност за индустриско производство на хетерологно експресиран протеин бидејќи ги поедноставува последователните чекори на прочистување и може да го зголеми приносот. Овие својства, меѓу другото, го прават Streptomyces spp. привлечна алтернатива на други бактерии како што се E.coli и Bacillus subtilis.[24] Покрај тоа, инхерентно високата геномска нестабилност сугерира дека различните геноми на Streptomycetes може да бидат подложни на екстензивно намалување на геномот за изградба на синтетички минимални геноми со индустриски апликации.[1]

Растителни патогени бактерии

[уреди | уреди извор]

Неколку видови кои припаѓаат на овој род претставуваат патогени за растенијата:[4]

  1. S. scabiei
  2. S. acidiscabies
  3. S. europaeiscabiei
  4. S. luridiscabiei
  5. S. niveiscabiei
  6. S. puniciscabiei
  7. S. reticuliscabiei
  8. S. stelliscabiei
  9. S. turgidiscabies (болест на краста кај компири )
  10. S. ipomoeae (болест на меко гниење кај слатки компири )
  11. S. brasiliscabiei (прв вид идентификуван во Бразил)[25]
  12. S. hilarionis и S. hayashii (нови видови идентификувани во Бразил)[26]

Медицинско значење

[уреди | уреди извор]

Streptomyces е најголемиот род кој може да синтетизира антибиотици, синтетизирајки антибактериски, антифунгални и антипаразитски лекови, како и голема група на други биоактивни соединенија, како што се имуносупресиви.[27] Речиси сите биоактивни соединенија произведени од страна на Streptomyces се иницираат во текот на времето што се совпаѓа со формирањето на воздушните хифи од супстратниот мицелиум.[28]

Антигабични лекови

[уреди | уреди извор]

Стрептомицетите синтетизираат бројни антифунгални соединенија од медицинско значење, вклучувајќи нистатин (од S.noursei ), амфотерицин Б (од S.nodosus ),[29] и натамицин (од S.natalensis ).

Антибактериски лекови

[уреди | уреди извор]

Членовите на родот Streptomyces се извор на бројни антибактериски фармацевтски агенси; меѓу најважните од нив се:

  • Хлорамфеникол (од S. venezuelae )[30]
  • Даптомицин (од S. roseosporus )[31]
  • Фосфомицин (од S. fradiae )[32]
  • Линкомицин (од S. lincolnensis)[33]
  • Неомицин (од S. fradiae )[34]
  • Нурсеотрицин
  • Пуромицин (од S. alboniger )[35]
  • Стрептомицин (од S. griseus )[36]
  • Тетрациклин (од S. rimosus и S. aureofaciens )[37]
  • Олеандомицин (од S. antibioticus )[38][39][40]
  • Туникамицин (од S. torulosus )[41]
  • Микангимицин (од Streptomyces sp. SPB74 и S. antibioticus )[42]
  • Боромицин (од S. antibioticus )[43]
  • Бамбермицин (од S. bambergiensis и S. ghanaensis, активното соединение се моеномицините А и C )[44]
  • Вулгамицин[45]

Клавуланската киселина (од S. clavuligerus ) е лек кој се користи заедно со некои антибиотици (како амоксицилин) за блокирање и/или ослабување на некои механизми на бактериска резистенција преку неповратна инхибиција на бета-лактамазата. Новите антиинфективни лекови кои моментално се развиваат вклучуваат гвадиномин (од Streptomyces sp. K01-0509),[46] соединение кое го ефектира системот за секреција Тип III на грам-негативните бактерии.

Симбиоза

[уреди | уреди извор]

Осите Sirex не можат да ги извршуваат сите свои целулолитички функции и затоа некои Streptomyces го прават тоа во симбиоза со осите.[47] Бук и сор. истражувале неколку од овие симбиози.[47] Бук и сор., 2014 и Бук и сор., 2016 идентификувале неколку литички изолати.[47] Студијата од 2016 година ги изолирал Streptomyces sp. Amel2xE9 и Streptomyces sp. LamerLS-31b и открил дека тие се еднакви по активност со претходно идентификуваните Streptomyces sp. SirexAA-E.[47]

Надворешни врски

[уреди | уреди извор]
  • „Current research on Streptomyces coelicolor“. Norwich Research Park. 3 January 2018.
  • „Some current Streptomyces Research & Methods / Protocols / Resources“. www.openwetware.org.
  • „S. avermitilis genome homepage“. Kitasato Institute for Life Sciences.
  • „S. coelicolor A3(2) genome homepage“. Sanger Institute.
  • „Streptomyces.org.uk homepage“. John Innes Centre.
  • „StrepDB - the Streptomyces genomes annotation browser“.
  • „Streptomyces Genome Projects“. Genomes OnLine Database.

Наводи

[уреди | уреди извор]
  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 „A panoramic view of the genomic landscape of the genus Streptomyces“. Microbial Genomics. 9 (6). June 2023. doi:10.1099/mgen.0.001028. PMC 10327506 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 37266990 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  2. ↑ „The Nomenclature and Classification of the Actinomycetes“. Journal of Bacteriology. 46 (4): 337–341. October 1943. doi:10.1128/jb.46.4.337-341.1943. PMC 373826. PMID 16560709.
  3. ↑ „The taxonomy of Streptomyces and related genera“. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 51 (Pt 3): 797–814. May 2001. doi:10.1099/00207713-51-3-797. PMID 11411701.
  4. 1 2 „Multilocus sequence analysis of phytopathogenic species of the genus Streptomyces“. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 61 (Pt 10): 2525–2531. October 2011. doi:10.1099/ijs.0.028514-0. PMID 21112986.
  5. ↑ „Genus: Streptomyces“. www.bacterio.net (англиски). Посетено на 2023-06-21.
  6. ↑ „A proposal to revive the genus Kitasatospora (Omura, Takahashi, Iwai, and Tanaka 1982)“. International Journal of Systematic Bacteriology. 47 (4): 1048–54. October 1997. doi:10.1099/00207713-47-4-1048. PMID 9336904.
  7. ↑ „Streptacidiphilus gen. nov., acidophilic actinomycetes with wall chemotype I and emendation of the family Streptomycetaceae (Waksman and Henrici (1943)AL) emend. Rainey et al. 1997“. Antonie van Leeuwenhoek. 83 (2): 107–16. 2003. doi:10.1023/A:1023397724023. PMID 12785304.
  8. 1 2 3 „Complete genome sequence of the model actinomycete Streptomyces coelicolor A3(2)“. Nature. 417 (6885): 141–7. May 2002. Bibcode:2002Natur.417..141B. doi:10.1038/417141a. PMID 12000953.
  9. ↑ „The complex extracellular biology of Streptomyces“. FEMS Microbiology Reviews. 34 (2): 171–98. March 2010. doi:10.1111/j.1574-6976.2009.00206.x. PMID 20088961.
  10. ↑ „The dynamic transcriptional and translational landscape of the model antibiotic producer Streptomyces coelicolor A3(2)“. Nature Communications. 7 (1). June 2016. Bibcode:2016NatCo...711605J. doi:10.1038/ncomms11605. PMC 4895711. PMID 27251447.
  11. ↑ „Complete genome sequence and comparative analysis of the industrial microorganism Streptomyces avermitilis“. Nature Biotechnology. 21 (5): 526–31. May 2003. doi:10.1038/nbt820. PMID 12692562.
  12. 1 2 Dyson P (1 January 2011). Streptomyces: Molecular Biology and Biotechnology. Horizon Scientific Press. стр. 5. ISBN 978-1-904455-77-6. Посетено на 16 January 2012.
  13. ↑ „Streptomyces scabies“. Sanger Institute. Посетено на 2001-02-26.
  14. ↑ „Lateral Gene Transfer Dynamics in the Ancient Bacterial Genus Streptomyces“. mBio. 8 (3): e00644–17. June 2017. doi:10.1128/mBio.00644-17. PMC 5472806. PMID 28588130.
  15. ↑ „Pan-Genome of the Genus Streptomyces and Prioritization of Biosynthetic Gene Clusters With Potential to Produce Antibiotic Compounds“. Frontiers in Microbiology. 12. 2021. doi:10.3389/fmicb.2021.677558. PMC 8510958 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 34659136 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  16. ↑ „Comparative and pangenomic analysis of the genus Streptomyces“. Scientific Reports. 12 (1). November 2022. Bibcode:2022NatSR..1218909O. doi:10.1038/s41598-022-21731-1. PMC 9640686 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 36344558 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  17. ↑ „The complex extracellular biology of Streptomyces“. FEMS Microbiology Reviews. 34 (2): 171–198. March 2010. doi:10.1111/j.1574-6976.2009.00206.x. PMID 20088961.
  18. ↑ „Subtelomeres are fast-evolving regions of the Streptomyces linear chromosome“. Microbial Genomics. 7 (6): 000525. September 2019. doi:10.1099/mgen.0.000525. PMC 8627663 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 33749576 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  19. ↑ „Massive Gene Flux Drives Genome Diversity between Sympatric Streptomyces Conspecifics“. mBio. 10 (5): e01533–19. September 2019. doi:10.1128/mBio.01533-19. PMC 6722414. PMID 31481382.
  20. ↑ „Genetic instability of the Streptomyces chromosome“. Molecular Microbiology. 27 (2): 239–246. January 1998. doi:10.1046/j.1365-2958.1998.00652.x. PMID 9484880.
  21. ↑ „Once the circle has been broken: dynamics and evolution of Streptomyces chromosomes“. Trends in Genetics. 18 (10): 522–529. October 2002. doi:10.1016/s0168-9525(02)02752-x. PMID 12350342.
  22. ↑ „Streptomyces: a host for heterologous gene expression“. Current Opinion in Biotechnology. 2 (5): 674–81. October 1991. doi:10.1016/0958-1669(91)90033-2. PMID 1367716.
  23. ↑ „Improved production of heterologous protein from Streptomyces lividans“. Applied Microbiology and Biotechnology. 33 (4): 395–400. July 1990. doi:10.1007/BF00176653. PMID 1369282.
  24. 1 2 „Heterologous biopharmaceutical protein expression in Streptomyces“. Trends in Biotechnology. 15 (8): 315–20. August 1997. doi:10.1016/S0167-7799(97)01062-7. PMID 9263479.
  25. ↑ „Streptomyces brasiliscabiei, a new species causing potato scab in south Brazil“. Antonie van Leeuwenhoek. 114 (7): 913–931. July 2021. doi:10.1007/s10482-021-01566-y. PMID 33881637 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  26. ↑ „Streptomyces hilarionis sp. nov. and Streptomyces hayashii sp. nov., two new strains associated with potato scab in Brazil“. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 73 (6). June 2023. doi:10.1099/ijsem.0.005916. PMID 37319004 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  27. ↑ „How many antibiotics are produced by the genus Streptomyces?“. Archives of Microbiology. 176 (5): 386–90. November 2001. doi:10.1007/s002030100345. PMID 11702082.
  28. ↑ Chater K, Losick R (1984). „Morphological and physiological differentiation in Streptomyces“. Microbial development. 16. стр. 89–115. doi:10.1101/0.89-115 (неактивно 12 July 2025). ISBN 978-0-87969-172-1. Посетено на 2012-01-19.
  29. ↑ „Antibiotics produced by Streptomyces“. The Brazilian Journal of Infectious Diseases. 16 (5): 466–71. 2012. doi:10.1016/j.bjid.2012.08.014. PMID 22975171.
  30. ↑ „A plasmid involved in chloramphenicol production in Streptomyces venezuelae: evidence from genetic mapping“. Journal of General Microbiology. 90 (2): 336–46. October 1975. doi:10.1099/00221287-90-2-336. PMID 1194895.
  31. ↑ „Daptomycin biosynthesis in Streptomyces roseosporus: cloning and analysis of the gene cluster and revision of peptide stereochemistry“. Microbiology. 151 (Pt 5): 1507–1523. May 2005. doi:10.1099/mic.0.27757-0. PMID 15870461.
  32. ↑ „Heterologous production of fosfomycin and identification of the minimal biosynthetic gene cluster“. Chemistry & Biology. 13 (11): 1171–82. November 2006. doi:10.1016/j.chembiol.2006.09.007. PMID 17113999.
  33. ↑ „Molecular characterization of the lincomycin-production gene cluster of Streptomyces lincolnensis 78-11“. Molecular Microbiology. 16 (6): 1137–56. June 1995. doi:10.1111/j.1365-2958.1995.tb02338.x. PMID 8577249.
  34. ↑ „The production of neomycin by Streptomyces fradiae in synthetic media“. Applied Microbiology. 1 (2): 103–6. March 1953. doi:10.1128/AEM.1.2.103-106.1953. PMC 1056872. PMID 13031516.
  35. ↑ „Biosynthesis of puromycin in Streptomyces alboniger: regulation and properties of O-demethylpuromycin O-methyltransferase“. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 8 (6): 721–32. December 1975. doi:10.1128/AAC.8.6.721. PMC 429454. PMID 1211926.
  36. ↑ „Gene cluster for streptomycin biosynthesis in Streptomyces griseus: nucleotide sequence of three genes and analysis of transcriptional activity“. Nucleic Acids Research. 15 (19): 8041–56. October 1987. doi:10.1093/nar/15.19.8041. PMC 306325. PMID 3118332.
  37. ↑ Nelson M, Greenwald RA, Hillen W (2001). Tetracyclines in biology, chemistry and medicine. Birkhäuser. стр. 8–. ISBN 978-3-7643-6282-9. Посетено на 17 January 2012.
  38. ↑ „What are Streptomycetes?“. Hosenkin Lab; Hiroshima-University. Архивирано од изворникот на 4 March 2016. Посетено на 10 August 2015.
  39. ↑ „Characterisation of a Streptomyces antibioticus gene encoding a type I polyketide synthase which has an unusual coding sequence“. Molecular & General Genetics. 242 (3): 358–62. February 1994. doi:10.1007/BF00280426. PMID 8107683. |hdl-access= бара |hdl= (help)
  40. ↑ „Finto: MeSH: Streptomyces antibioticus“. finto: Finnish Thesaurus and Ontology Service. Посетено на 10 August 2015.
  41. ↑ „Biochemical studies on antibiotic production from Streptomyces sp.: Taxonomy, fermentation, isolation and biological properties“. Journal of Saudi Chemical Society. 19 (1): 12–22. January 2015. doi:10.1016/j.jscs.2011.12.011.
  42. ↑ „Mycangimycin, a polyene peroxide from a mutualist Streptomyces sp“. Organic Letters. 11 (3): 633–6. February 2009. doi:10.1021/ol802709x. PMC 2640424. PMID 19125624.
  43. ↑ „Biosynthesis of boromycin“. The Journal of Organic Chemistry. 46 (13): 2661–2665. June 1981. doi:10.1021/jo00326a010.
  44. ↑ „CID=53385491“. PubChem Compound Database. National Center for Biotechnology Information. Посетено на 8 March 2017.
  45. ↑ „Herbicidal activity and mode of action of vulgamycin“. Pesticide Science (англиски). 33 (4): 439–446. 1991. doi:10.1002/ps.2780330406.
  46. ↑ „Molecular insights into the biosynthesis of guadinomine: a type III secretion system inhibitor“. Journal of the American Chemical Society. 134 (42): 17797–806. October 2012. doi:10.1021/ja308622d. PMC 3483642. PMID 23030602.
  47. 1 2 3 4 „Symbiont-Mediated Digestion of Plant Biomass in Fungus-Farming Insects“. Annual Review of Entomology. Annual Reviews. 66 (1): 297–316. January 2021. doi:10.1146/annurev-ento-040920-061140. OSTI 1764729. PMID 32926791.
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Стрептомици&oldid=5489689“