стрептомицетов Изоляты
Streptomyces Из изолятов создано большинство антибиотиков для человека, животных и сельского хозяйства, а также ряд фундаментальных химиотерапевтических препаратов. Streptomyces — крупнейший , производящий антибиотики род Actinomycetota , производящий химиотерапевтические, антибактериальные, противогрибковые , противопаразитарные препараты и иммунодепрессанты . [1] Изоляты Streptomyces обычно инициируются образованием воздушных гиф из мицелия . [2]
Противораковые лекарства
[ редактировать ]
Streptomyces дали лекарства доксорубицин ( Доксил ), даунорубицин ( ДауноКсом ) и стрептозотоцин ( Заносар ). Доксорубицин является предшественником валрубицина ( Вальстар ), миоцита и пирарубицина . Даунорубицин является предшественником идарубицина ( идамицина ), эпирубицина ( Элленс ) и зорубицина . [ нужна ссылка ]
Streptomyces является первоначальным источником дактиномицина ( Космеген ), блеомицина ( Бленоксан ), пингянмицина ( Блеомицин А 5 ), митомицина С ( Мутамицин ), ребеккамицина , стауроспорина (предшественника стаупримида и мидостаурина ), неотрамицина , акларубицина , томаймицина, сибиромицина и трамицин . [ нужна ссылка ]
Производные из стрептомицетов , выделенного миграстатина , включая изомиграстатин , дорригоцин A и B, а также синтетическое производное макрокетон , исследуются на предмет противораковой активности. [ нужна ссылка ]
Антибиотики
[ редактировать ]Большинство клинических антибиотиков было обнаружено в «золотой век антибиотиков» (1940–1960-е годы). Актиномицин был первым антибиотиком, выделенным из Streptomyces последовал стрептомицин в 1940 году, а три года спустя . Антибиотики из изолятов Streptomyces (включая различные аминогликозиды ) в дальнейшем будут составлять более двух третей всех антибиотиков, поступающих на рынок. [ нужна ссылка ]
К антибиотикам, производным Streptomyces, относятся:
- Хлорамфеникол ( Streptomyces venezuelae ) [3]
- Даптомицин ( Streptomyces roseosporus ) [4]
- Фосфомицин ( Streptomyces fradiae ) [5]
- Линкомицин ( Streptomyces lincolnensis ) [6]
- Неомицин ( Streptomyces fradiae ) [7]
- Платенсимицин ( Streptomyces Platensis )
- Пуромицин ( Streptomyces alboniger ) [8]
- Спенолимицин ( Streptomyces gilvospiralis ) [9]
- Стрептомицин ( Streptomyces griseus ) [10]
- Тетрациклин ( Streptomyces rimosus и Streptomyces aureofaciens ) [11]
- Кеттапептин [12]
- Нифимицин [13]
Клавулановая кислота ( Streptomyces clavuligerus ) используется в сочетании с некоторыми антибиотиками (например, амоксициллином ) для ослабления устойчивости бактерий. Новые разрабатываемые противоинфекционные средства включают гуадиномины (из Streptomyces sp. K01-0509), [14] ингибиторы системы секреции III типа .
не относящиеся к Streptomyces Актиномицеты, , нитчатые грибы и ненитевидные бактерии также дали важные антибиотики. [ нужна ссылка ]
Противогрибковые средства
[ редактировать ]Нистатин ( Streptomyces noursei ), амфотерицин B ( Streptomyces nodosus ), оссамицин ( Streptomyces hygroscopeus ) и натамицин ( Streptomyces natalensis ) являются противогрибковыми средствами, выделенными из Streptomyces . [ нужна ссылка ]
Иммунодепрессанты
[ редактировать ]сиролимус ( рапамицин ), аскомицин и такролимус были выделены Из Streptomyces . Пимекролимус – производное аскомицина. Убенимекс получают из S. olivoreticuli . [15]
Противопаразитарные средства
[ редактировать ]Streptomyces avermitilis синтезирует противопаразитарный ивермектин ( стромектол ). Другие противопаразитарные средства, производимые Streptomyces , включают оксим милбемицина , моксидектин и милбемицин . [ нужна ссылка ]
Биотехнология
[ редактировать ]
Традиционно Escherichia coli является бактерией выбора для экспрессии эукариотических и рекомбинантных генов. E. coli хорошо изучена и имеет успешный опыт производства инсулина , предшественника артемизинина артемизиновой кислоты и филграстима ( нейпогена ). [16] [17] Однако использование E. coli имеет ограничения, включая неправильное сворачивание эукариотических белков, проблемы с нерастворимостью, отложение в тельцах включения, [18] низкая эффективность секреции, секреция в периплазматическое пространство.
Streptomyces предлагает потенциальные преимущества, включая превосходные механизмы секреции, более высокие выходы, более простой процесс очистки конечного продукта, что делает Streptomyces привлекательной альтернативой E. coli и Bacillus subtilis . [18]
Streptomyces coelicolor , Streptomyces avermitilis , Streptomyces griseus и Saccharopolyspora erythraea способны к продукции вторичных метаболитов. Streptomyces coelicolor оказался полезным для гетерологичной экспрессии белков. Такие методы, как «инженерия рибосом», использовались для достижения в 180 раз более высоких урожаев S. coelicolor . [19]
Другой
[ редактировать ]StreptomeDB, каталог изолятов Streptomyces , содержит более 2400 соединений, выделенных из более чем 1900 штаммов. [20] [21] Streptomyces hygroscopesus и Streptomyces viridochromeogenes продуцируют гербицид биалафос . Расширение скрининга Streptomyces включало эндофиты , экстремофилы и морские разновидности. [ нужна ссылка ]
Недавний скрининг экстрактов традиционной китайской медицины выявил Streptomyces , который продуцирует ряд противотуберкулезных плюрамицинов . [22] Вейлупемицины представляют собой биологически активные пироны, выделенные из морских стрептомицетов . [23]
Маямицин Было показано, что обладает цитотоксическими свойствами. [24] [25]
Гермицидины представляют собой группу из четырех соединений, которые действуют как ауторегуляторные ингибиторы прорастания спор . [26] [27]
См. также
[ редактировать ]
- Изоляты бацилл
- Биотехнологии в фармацевтическом производстве
- Corynebacteriumlutamicum , промышленная/фармацевтическая бактерия, ответственная за производство ряда аминокислот.
- Erwinia chrysanthemi , бактерия, используемая для производства аспарагиназы химиотерапевтического препарата.
- Грибковые изоляты
- Лекарственные формы
- Полиеновые антимикотики
- Губка изолирует
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ватве М.Г., Тику Р., Джог М.М., Бхоле Б.Д. (ноябрь 2001 г.). «Сколько антибиотиков производит род Streptomyces?». Арх. Микробиол . 176 (5): 386–90. Бибкод : 2001ArMic.176..386W . дои : 10.1007/s002030100345 . ПМИД 11702082 . S2CID 603765 .
- ^ Шрей С.Д. и др. (2012). «Продукция вторичных метаболитов, модулирующих рост грибков и бактерий, широко распространена среди стрептомицетов, ассоциированных с микоризой» . БМК Микробиология . 12 (1): 164. дои : 10.1186/1471-2180-12-164 . ПМЦ 3487804 . ПМИД 22852578 .
- ^ Акагава Х., Оканиши М., Умедзава Х. (1975). «Плазмида, участвующая в производстве хлорамфеникола у Streptomyces venezuelae: данные генетического картирования» . Журнал общей микробиологии . 90 (2): 336–46. дои : 10.1099/00221287-90-2-336 . ПМИД 1194895 .
- ^ Мяо V (2005). «Биосинтез даптомицина у Streptomyces roseosporus: клонирование и анализ кластера генов и пересмотр стереохимии пептидов» . Микробиология . 151 (5): 1507–23. дои : 10.1099/mic.0.27757-0 . ПМИД 15870461 .
- ^ Вудиер Р.Д., Шао З., Томас П.М. и др. (ноябрь 2006 г.). «Гетерологичное производство фосфомицина и идентификация минимального кластера биосинтетических генов». Химия и биология . 13 (11): 1171–82. doi : 10.1016/j.chembiol.2006.09.007 . ПМИД 17113999 .
- ^ Пешке У., Шмидт Х., Чжан Х.З., Пиперсберг В. (1995). «Молекулярная характеристика кластера генов Streptomyces lincolnensis 78-11, продуцирующих линкомицин». Молекулярная микробиология . 16 (6): 1137–56. дои : 10.1111/j.1365-2958.1995.tb02338.x . ПМИД 8577249 . S2CID 45162659 .
- ^ Говард Т. Далмейдж (март 1953 г.). «Продуцирование неомицина Streptomyces fradiae в синтетических средах» . Прикладная микробиология . 1 (2): 103–106. дои : 10.1128/АЕМ.1.2.103-106.1953 . ПМЦ 1056872 . ПМИД 13031516 .
- ^ Л. Шанкаран, Бертон М. Погелл (1 декабря 1975 г.). «Биосинтез пуромицина в Streptomyces alboniger: регуляция и свойства О-деметилпуромицин-О-метилтрансферазы» . Антимикробные средства и химиотерапия . 8 (6): 721–32. дои : 10.1128/AAC.8.6.721 . ПМК 429454 . ПМИД 1211926 .
- ^ Фернандес П.Б., Войтко С.М., Бауэр Р.Р., Вайс Дж. (1984). «Спенолимицин, новый антибиотик спектиномицинового ряда. III. Биологические свойства» . Журнал антибиотиков . 37 (12): 1525–1527. дои : 10.7164/антибиотики.37.1525 . ПМИД 6241193 .
- ^ Дистлер Дж., Эберт А., Мансури К., Писсовоцки К., Стокманн М., Пиперсберг В. (1987). «Кластер генов биосинтеза стрептомицина у Streptomyces griseus: нуклеотидная последовательность трех генов и анализ транскрипционной активности» . Исследования нуклеиновых кислот . 15 (19): 8041–56. дои : 10.1093/нар/15.19.8041 . ПМК 306325 . ПМИД 3118332 .
- ^ Доктор Марк Нельсон, Роберт А. Гринвальд, Вольфганг Хиллен, Марк Л. Нельсон (2001). Тетрациклины в биологии, химии и медицине . Биркхойзер. стр. 8–. ISBN 978-3-7643-6282-9 . Проверено 17 января 2012 г.
- ^ Маски Р.П., Фотсо С., Севвана М., Усон И., Грюн-Воллни И., Лаатш Х. (2006). «Кеттапептин: Выделение, выяснение структуры и активности нового гексадепсипептидного антибиотика из наземных Streptomyces sp» . Журнал антибиотиков . 59 (5): 309–14. дои : 10.1038/ja.2006.44 . ПМИД 16883782 .
- ^ Ким ХИ, Ким Дж.Д., Хонг Дж.С., Хэм Дж.Х., Ким Б.С. (2013). «Идентификация противогрибкового нифимицина из Streptomyces sp. KP6107 путем скрининга на основе анализа аденилаткиназы». Журнал фундаментальной микробиологии . 53 (7): 581–9. дои : 10.1002/jobm.201200045 . ПМИД 22915202 . S2CID 7724547 .
- ^ Холмс Т.К., Мэй А.Э., Салета-Ривера К., Руби Дж.Г., Скьюс-Кокс П., Фишбах М.А., Дериси Дж.Л., Ивацуки М., Омура С., Хосла С. (2012). «Молекулярный взгляд на биосинтез гуадиномина: ингибитор системы секреции типа III» . Журнал Американского химического общества . 134 (42): 17797–806. дои : 10.1021/ja308622d . ПМЦ 3483642 . ПМИД 23030602 .
- ^ Бовуа Б., Дозонн Д. (январь 2006 г.). «Ингибиторы аминопептидазы-N/CD13 (EC 3.4.11.2): химия, биологические оценки и терапевтические перспективы» . Обзоры медицинских исследований . 26 (1): 88–130. дои : 10.1002/мед.20044 . ПМК 7168514 . ПМИД 16216010 .
- ^ Браунер М., Посте Г., Розенберг М., Вестфелинг Дж. (1991). « Streptomyces : хозяин для экспрессии гетерологичных генов». Curr Opin Biotechnol . 2 (5): 674–81. дои : 10.1016/0958-1669(91)90033-2 . ПМИД 1367716 .
- ^ Пейн Г., ДелаКруз Н., Коппелла С. (1990). «Улучшение производства гетерологичного белка из Streptomyces lividans ». Appl Microbiol Biotechnol . 33 (4): 395–400. дои : 10.1007/BF00176653 . ПМИД 1369282 . S2CID 19287805 .
- ^ Перейти обратно: а б Бинни С., Коссар Дж., Стюарт Д. (1997). «Гетерологичная экспрессия биофармацевтического белка в Streptomyces ». Тенденции Биотехнологии . 15 (8): 315–20. дои : 10.1016/S0167-7799(97)01062-7 . ПМИД 9263479 .
- ^ Ван Г., Хосака Т., Очи К. (2008). «Резкая активация выработки антибиотиков у Streptomyces coelicolor в результате кумулятивных мутаций устойчивости к лекарствам» . Appl Environ Microbiol . 74 (9): 2834–40. Бибкод : 2008ApEnM..74.2834W . дои : 10.1128/АЕМ.02800-07 . ПМК 2394871 . ПМИД 18310410 .
- ^ Лукас Х, Зенгер С, Эркслебен А, Грюнинг Б.А., Дёринг К., Мош Дж. и др. (2013). «StreptomeDB: ресурс природных соединений, выделенных из видов Streptomyces» . Нуклеиновые кислоты Рез . 41 (Проблема с базой данных): D1130–6. дои : 10.1093/нар/gks1253 . ПМК 3531085 . ПМИД 23193280 .
- ^ «|Фармацевтическая биоинформатика» . 2 ноября 2018 г.
- ^ Лю М., Абдель-Магид В.М., Рен Б., Хе В., Хуан П., Ли Х и др. (2014). «Эндофитные Streptomyces sp. Y3111 из традиционной китайской медицины производят противотуберкулезные плюрамицины». Appl Microbiol Biotechnol . 98 (3): 1077–85. дои : 10.1007/s00253-013-5335-6 . ПМИД 24190497 . S2CID 15866711 .
- ^ Калаитцис Дж. А. (2013). «Открытие, биосинтез и рациональная разработка новых аналогов поликетидов энтероцина и вайлупемицина». Инструменты метаболомики для открытия натуральных продуктов . Методы молекулярной биологии. Том. 1055. стр. 171–189. дои : 10.1007/978-1-62703-577-4_13 . ISBN 978-1-62703-576-7 . ПМИД 23963911 .
- ^ Бо С.Т., Сюй З.Ф., Ян Л., Ченг П., Тан Р.С., Цзяо Р.Х., Гэ Х.М. (июнь 2018 г.). «Структура и биосинтез майамицина B, нового поликетида с антибактериальной активностью из Streptomyces sp. 120454» . Журнал антибиотиков . 71 (6): 601–605. дои : 10.1038/s41429-018-0039-x . ISSN 1881-1469 . ПМИД 29515228 . S2CID 3720406 .
- ^ Шнеманн И, Каян И, Олендорф Б, Зинекер Х, Эрхард А, Нагель К, Визе Дж, Имхофф Дж. Ф. (2010). «Маямицин, цитотоксический поликетид из штамма Streptomyces, выделенного из морской губки Halichondria Panica». Журнал натуральных продуктов . 73 (7): 1309–12. дои : 10.1021/np100135b . ПМИД 20545334 .
- ^ Аоки Ю, Мацумото Д., Кавайде Х., Нацумэ М. (сентябрь 2011 г.). «Физиологическая роль гермицидинов в прорастании спор и удлинении гиф у Streptomyces coelicolor A3 (2)» . Журнал антибиотиков . 64 (9): 607–11. дои : 10.1038/ja.2011.59 . ПМИД 21792209 .
- ^ Петерсен Ф., Ценер Х., Мецгер Дж. В., Фройнд С., Хуммель Р. П. (июль 1993 г.). «Гермицидин, ауторегулятивный ингибитор прорастания Streptomyces viridochromogenes NRRL B-1551» . Журнал антибиотиков . 46 (7): 1126–38. дои : 10.7164/антибиотики.46.1126 . ПМИД 8360109 .