Streptomyces -Streptomyces

Streptomyces
Streptomyces sp 01.png
Lysbildekultur av en Streptomyces -art
Vitenskapelig klassifisering
Kongedømme:
Bakterie
Filum:
" Actinobacteria "
Klasse:
Actinobacteria
Rekkefølge:
Streptomycetales
Familie:
Streptomycetaceae
Slekt:
Streptomyces

Waksman og Henrici 1943 (godkjente lister 1980)
Mangfold
Ca 550 arter
Synonymer
  • Actinopycnidium Krassilnikov 1962 (godkjente lister 1980)
  • Actinosporangium Krassilnikov og Yuan 1961 (godkjente lister 1980)
  • Chainia Thirumalachar 1955 (godkjente lister 1980)
  • Elytrosporangium Falcão de Morais et al . 1966 (godkjente lister 1980)
  • " Indiella " Brumpt 1906
  • Kitasatoa Matsumae og Hata 1968 (godkjente lister 1980)
  • " Macrospora " Tsyganov et al . 1964
  • " Microechinospora " Konev et al . 1967
  • Microellobosporia Cross et al . 1963 (godkjente lister 1980)
  • " Oospora " Krüger 1904
  • Streptoverticillium Baldacci 1958 (godkjente lister 1980)
Streptomyces myceliale ark 

Streptomyces er den største slekten av Actinobacteria og typen slekt av familien Streptomycetaceae . Over 500 arter av Streptomyces -bakterier er beskrevet. Som med de andre Actinobacteria er streptomyceter gram-positive og har genomer med høyt GC-innhold . Finnes hovedsakelig i jord og råtnende vegetasjon, de fleste Streptomycetes produsere sporer , og er kjent for sine distinkt "jord" lukt som resulterer fra produksjon av et flyktig metabolitt , geosmin .

Streptomycetes er preget av en kompleks sekundær metabolisme . De produserer over to tredjedeler av de klinisk nyttige antibiotika av naturlig opprinnelse (f.eks. Neomycin , cypemycin , grisemycin , bottromyciner og kloramfenikol ). Antibiotika streptomycin tar navnet sitt direkte fra Streptomyces . Streptomycetes er sjeldne patogener , selv om infeksjoner hos mennesker, for eksempel mycetoma , kan være forårsaket av S. somaliensis og S. sudanensis , og i planter kan være forårsaket av S. caviscabies , S. acidiscabies , S. turgidiscabies og S. scabies .

Taksonomi

Se også: Liste over Streptomyces -arter

Streptomyces er typen slekt av familien Streptomycetaceae og dekker for tiden nærmere 576 arter med antallet økende hvert år. Acidofile og syre-stammer som er tolerante som opprinnelig var klassifisert under denne slekten er senere blitt flyttet til Kitasatospora (1997) og Streptacidiphilus (2003). Artnomenklatur er vanligvis basert på fargen på hyfer og sporer .

Saccharopolyspora erythraea ble tidligere plassert i denne slekten (som Streptomyces erythraeus ).

Morfologi

Slekten Streptomyces inkluderer aerobe , grampositive , filamentøse bakterier som produserer velutviklede vegetative hyfer (mellom 0,5-2,0 um i diameter) med grener. De danner et komplekst substratmycel som hjelper til med å fjerne organiske forbindelser fra substratene sine. Selv om myceliet og lufthyfer som stammer fra dem er amotile, oppnås mobilitet ved spredning av sporer. Sporoverflater kan være hårete, glatte, glatte, piggete eller vortefulle. I noen arter består luftfugler av lange, rette filamenter, som bærer 50 eller flere sporer med mer eller mindre regelmessige intervaller, arrangert i hvirvler (vertikaler). Hver gren av en verticil produserer, på toppen, en umbel, som bærer fra to til flere kjeder av sfæriske til ellipsoide, glatte eller rugose sporer. Noen stammer danner korte kjeder av sporer på substrathyfer. Sklerotia-, pycnidia-, sporangia- og synnemata-lignende strukturer produseres av noen stammer.

Genomikk

Det komplette genomet til " S. coelicolor stamme A3 (2)" ble publisert i 2002. På den tiden ble " S. coelicolor " -genomet antatt å inneholde det største antallet gener av en bakterie . Kromosomet er 8667507 bp langt med et GC-innhold på 72,1%, og er spådd å inneholde 7825 proteinkodende gener. Når det gjelder taksonomi, tilhører " S. coelicolor A3 (2)" arten S. violaceoruber , og er ikke en gyldig beskrevet egen art; " S. coelicolor A3 (2)" skal ikke forveksles med den faktiske S. coelicolor (Müller), selv om den ofte blir referert til som S. coelicolor . Transkriptom- og translatomanalysene av stammen A3 (2) ble publisert i 2016.

Den første komplette genom -sekvensen til S. avermitilis ble fullført i 2003. Hvert av disse genomene danner et kromosom med en lineær struktur, i motsetning til de fleste bakterielle genomene, som finnes i form av sirkulære kromosomer. Genomsekvensen til S. skabb , et medlem av slekten med evnen til å forårsake potetsskorpsykdom, er bestemt ved Wellcome Trust Sanger Institute . Med en lengde på 10,1 Mbp og kodende 9.107 foreløpige gener, er det det største kjente Streptomyces -genomet som er sekvensert, sannsynligvis på grunn av den store patogenisitetsøya .

Bioteknologi

De siste årene har bioteknologiske forskere begynt å bruke Streptomyces -arter for heterolog ekspresjon av proteiner. Tradisjonelt var Escherichia coli den foretrukne arten for å uttrykke eukaryote gener, siden den var godt forstått og lett å jobbe med. Uttrykk av eukaryote proteiner i E. coli kan være problematisk. Noen ganger bretter proteiner seg ikke ordentlig, noe som kan føre til uløselighet, avsetning i inkluderingslegemer og tap av produktets bioaktivitet. Selv om E. coli- stammer har sekresjonsmekanismer, er disse av lav effektivitet og resulterer i sekresjon inn i det periplasmiske rommet , mens sekresjon av en Gram-positiv bakterie som en Streptomyces- art resulterer i sekresjon direkte inn i det ekstracellulære mediet. I tillegg har Streptomyces -arter mer effektive sekresjonsmekanismer enn E.coli . Egenskapene til sekresjonssystemet er en fordel for industriell produksjon av heterologt uttrykt protein fordi det forenkler påfølgende rensetrinn og kan øke utbyttet. Disse egenskapene gjør blant andre Streptomyces spp. et attraktivt alternativ til andre bakterier som E. coli og Bacillus subtilis .

Plante patogene bakterier

Hittil har ti arter som tilhører denne slekten blitt funnet å være patogene for planter:

  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 (skorpe sykdom i poteter )
  10. S. ipomoeae (myk råtsykdom hos søte poteter )

Medisin

Streptomyces er den største antibiotika -produserende slekten, som produserer antibakterielle, soppdrepende og antiparasittiske legemidler, og også et bredt spekter av andre bioaktive forbindelser, for eksempel immunsuppressiva . Nesten alle bioaktive forbindelser produsert av Streptomyces initieres i løpet av tiden som faller sammen med den hyphale formasjonen fra luften fra substratmyceliet.

Antifungale midler

Se også: Polyen antimykotisk

Streptomycetes produserer mange soppdrepende forbindelser av medisinsk betydning, inkludert nystatin (fra S. noursei ), amfotericin B (fra S. nodosus ) og natamycin (fra S. natalensis ).

Antibakterielle midler

Medlemmer av slekten Streptomyces er kilden til mange antibakterielle farmasøytiske midler; blant de viktigste av disse er:

Clavulansyre (fra S. clavuligerus ) er et stoff som brukes i kombinasjon med noen antibiotika (som amoksicillin ) for å blokkere og/eller svekke noen bakteriemotstandsmekanismer ved irreversibel beta-laktamasehemming. Nye antiinfeksjonsmidler som for tiden utvikles inkluderer Guadinomine (fra Streptomyces sp. K01-0509), en forbindelse som blokkerer type III-sekresjonssystemet til gramnegative bakterier.

Antiparasittiske legemidler

S. avermitilis er ansvarlig for produksjonen av et av de mest brukte legemidlene mot nematoder og leddyrangrep, ivermektin .

Annen

Saptomyciner D og E.

Mindre vanlig produserer streptomyceter forbindelser som brukes i andre medisinske behandlinger: migrastatin (fra S. platensis ) og bleomycin (fra S. verticillus ) er antineoplastiske (kreft) legemidler; boromycin (fra S. antibioticus ) utviser antiviral aktivitet mot HIV-1-stammen av HIV, så vel som antibakteriell aktivitet. Staurosporin (fra S. staurosporeus ) har også en rekke aktiviteter fra soppdrepende til antineoplastisk (via inhibering av proteinkinaser ).

S. hygroscopicus og S. viridochromogenes produserer det naturlige herbicidet bialaphos .

Saptomyciner er kjemiske forbindelser isolert fra Streptomyces .

Se også

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker