Растения лактиплантибациллы
Растения лактиплантибациллы | |
---|---|
Научная классификация ![]() | |
Домен: | Бактерии |
Тип: | Бациллота |
Сорт: | Бациллы |
Заказ: | лактобактерии |
Семья: | лактобактерии |
Род: | Лактиплантибацилла |
Разновидность: | Л. растения |
Биномиальное имя | |
Растения лактиплантибациллы (Орла-Йенсен, 1919) Чжэн и др . 2020 год | |
Синонимы [1] [2] | |
|
Lactiplantibacillus plantarum (ранее Lactobacillus arabinosus и Lactobacillus plantarum ) [3] является широко распространенным представителем рода Lactiplantibacillus и обычно встречается во многих ферментированных пищевых продуктах, а также в анаэробных растительных веществах. [4] L. plantarum был впервые выделен из слюны . На основании способности временно сохраняться в растениях, кишечнике насекомых и кишечном тракте позвоночных животных он был отнесен к кочевым организмам. [5] [6] L. plantarum — грамположительная бактерия бациллообразной формы. Клетки L. plantarum представляют собой палочки с закругленными концами, прямые, обычно шириной 0,9–1,2 мкм и длиной 3–8 мкм, встречаются одиночно, парами или короткими цепочками. [7] L. plantarum имеет один из крупнейших геномов, известных среди молочнокислых бактерий, и является очень гибким и универсальным видом. По оценкам, он растет при pH от 3,4 до 8,8. [8] Lactiplantibacillus plantarum может расти в диапазоне температур от 12 °C до 40 °C. [9] Количество жизнеспособных штаммов L. plantarum, хранившихся в охлажденном состоянии (4 °C), оставалось высоким, в то время как значительное снижение количества наблюдалось при хранении при комнатной температуре (25 ± 1 °C). [10]
Метаболизм
[ редактировать ]Lactiplantibacillus plantarum — гомоферментативные аэротолерантные грамположительные бактерии , которые растут при 15 °C (59 °F), но не при 45 °C (113 °F) и продуцируют оба изомера молочной кислоты ( D и L ). Многие лактобактерии, включая L. plantarum, необычны тем, что могут дышать кислородом и экспрессировать цитохромы, если в питательной среде присутствуют гем и менахинон. [11] [12] В отсутствие гема и менахинона кислород потребляется НАДН-пероксидазой с перекисью водорода в качестве промежуточного продукта и водой в качестве конечного продукта. [11] [12] Предполагается, что перекись действует как оружие, исключающее конкурирующие бактерии из источника пищи. Вместо защитного фермента супероксиддисмутазы, присутствующего почти во всех других толерантных к кислороду клетках, этот организм накапливает миллимолярные количества марганца полифосфата . Марганец также используется L. plantarum в псевдокаталазе для снижения уровня активного кислорода. Поскольку химия, с помощью которой комплексы марганца защищают клетки от повреждения кислородом, разрушается железом , эти клетки практически не содержат атомов железа; напротив, клетка Escherichia coli сопоставимого объема содержит более миллиона атомов железа. Из-за этого L. plantarum нельзя использовать для создания активных ферментов, требующих гемового комплекса, таких как истинные каталазы. [13]
L. plantarum также может восстанавливать нерастворимые концевые акцепторы электронов, такие как оксиды железа или твердые электроды, посредством внеклеточного переноса электронов, когда присутствуют рибофлавин и хинон (например, 1-4-дигидрокси-2-нафтойная кислота, ДГНК). [14] [15] L. plantarum использует внеклеточный перенос электронов для увеличения НАД. + /НАДН, ускоряет ферментацию, генерирует больше АТФ за счет фосфорилирования на уровне субстрата и накапливает больше биомассы. [14]
Lactiplantibacillus plantarum , как и многие лактобактерии, можно культивировать с использованием среды MRS . [16]
Геномы
[ редактировать ]Секвенирование генома молочнокислой бактерии L. plantarum WCFS1 показывает больше молекулярных деталей. Хромосома содержит 3 308 274 пары оснований. [17] Содержание GC в L. plantarum составляет 44,45% при среднем количестве белков 3063. Согласно эксперименту Вагенингенского центра пищевых наук, количество рРНК L. plantarum WCFS1 равно 15, а количество тРНК — 70. [7]
Продукты
[ редактировать ]Силос
[ редактировать ]Lactiplantibacillus plantarum — наиболее распространенная бактерия, используемая в силоса инокулянтах . В анаэробных условиях силоса эти организмы быстро доминируют над микробной популяцией и в течение 48 часов начинают вырабатывать молочную и уксусную кислоты через путь Эмбдена-Мейергофа , что еще больше снижает их конкуренцию. в этих условиях штаммы L. plantarum , продуцирующие высокие уровни гетерологичных Было обнаружено, что белков, остаются высококонкурентными. Это качество может позволить использовать этот вид в качестве эффективной биологической предварительной обработки лигноцеллюлозной биомассы . [18]
Продукты питания
[ редактировать ]Lactiplantibacillus plantarum обычно встречается в молочных продуктах, мясе и многих овощных ферментированных продуктах, включая квашеную капусту , соленые огурцы, соленые оливки , корейское кимчи , нигерийское оги , закваску и другие ферментированные растительные материалы, а также некоторые сыры , ферментированные колбасы и вяленую рыбу . Высокие уровни этого организма в пище также делают его идеальным кандидатом для разработки пробиотиков . В исследовании 2008 года, проведенном Хуаной Фриас и др., L. plantarum применялась для снижения аллергенности соевой муки . Результат показал, что по сравнению с другими микробами соевая мука, ферментированная L. plantarum, продемонстрировала самое высокое снижение IgE иммунореактивности (96–99%), в зависимости от чувствительности используемой плазмы. L. plantarum также содержится в дадиа , традиционном ферментированном буйвола молоке народа Минангкабау , родом из Суматры , Индонезия . [19]
Lactobacillus plantarum Штамм K21 представляет собой грамположительные бактерии, выделенные из ферментированных овощей. Он обладает способностью гидролизовать соли желчных кислот , когда он предоставляется в качестве добавки. У тучных мышей K21 также снижает уровень холестерина и триглицеридов и ингибирует накопление липидов в преадипоцитах 3T3-L1 .Кроме того, он снижает уровень лептина в плазме , смягчает повреждение печени и облегчает непереносимость глюкозы . Наконец, K21 подавляет увеличение массы тела и накопление жировой массы. [20]
Терапия
[ редактировать ]широко распространен, имеет человеческое происхождение и его легко выращивать, он Поскольку L. plantarum был проверен на предмет воздействия на здоровье. Он был идентифицирован как пробиотик, что предполагает его ценность для дальнейших исследований и применения. [21] L. plantarum обладает значительной антиоксидантной активностью, а также помогает поддерживать проницаемость кишечника . [22] Он способен подавлять рост газообразующих бактерий в кишечнике и может принести пользу некоторым пациентам, страдающим СРК . [23] Это помогает создать микробный баланс и стабилизировать структуру пищеварительных ферментов. [17] Lactiplantibacillus plantarum В экспериментах было обнаружено, что гиппокампа увеличивает нейротрофический фактор головного мозга , что означает, что L. plantarum может играть полезную роль в лечении депрессии. [24] Способность L. plantarum выживать в желудочно-кишечном тракте человека делает ее возможным in vivo средством доставки терапевтических соединений или белков .
Lactiplantibacillus plantarum является компонентом VSL#3 . Этот запатентованный стандартизированный состав живых бактерий может использоваться в сочетании с традиционными методами лечения язвенного колита и требует рецепта. [25]
Антимикробное свойство
[ редактировать ]Способность L. plantarum вырабатывать противомикробные вещества помогает им выживать в желудочно-кишечном тракте человека. Полученные антимикробные вещества оказали значительное влияние на грамположительные и грамотрицательные бактерии . [ нужна ссылка ]
Деятельность против СПИД-индикаторных заболеваний
[ редактировать ]В результате первичной ВИЧ- инфекции было обнаружено, что кишечник является основным центром иммунной активности. [26] иммунной системы Клетки Панета кишечника атакуют ВИЧ, производя интерлейкин 1 бета (IL-1β), что приводит к обширному побочному повреждению — отторжению слизистой оболочки кишечника, что проявляется в тяжелой диарее . Это разрушение слизистой оболочки кишечника позволяет грибковым патогенам проникать, например, видам Cryptococcus , что приводит к развитию СПИД-индикаторного заболевания, такого как криптококкоз , на долю которого приходится от 60% до 70% всех случаев, определяющих СПИД. [27] но не обязательно только кишечник. У резус макак - L. plantarum способна снижать (разрушать) IL-1β, устраняя воспаление и ускоряя восстановление кишечника в течение нескольких часов. [26]
Биохимия
[ редактировать ]весь геном Недавно был секвенирован , и были разработаны библиотеки промоторов как для условной, так и для конститутивной экспрессии генов, что повышает полезность L. plantarum . Он также широко используется в качестве индикаторного организма в ниацина экспериментах по биоанализу , в частности, в международном официальном методе AOAC ниацина 944.13, поскольку он является ауксотрофом . [28] [29]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ « Lactiplantibacillus plantarum Lp 39 представляет собой факультативный анаэроб, грамположительный палочковидный человеческий патоген, выделенный из квашеной капусты» . БакДайв . дои : 10.13145/bacdive6629.20240510.9 . Идентификатор BacDive № 6629 . Проверено 10 июня 2024 г.
- ^ Реймер Л.К., Карбасс Дж.С., Коблиц Дж., Эбелинг С., Подставка А., Оверманн Дж. (2022). «Bac Dive в 2022 году: база знаний стандартизированных данных о бактериях и архей» . Исследования нуклеиновых кислот . 50 (Д1): Д741–Д746. дои : 10.1093/nar/gkab961 . ПМЦ 8728306 . ПМИД 34718743 .
- ^ Клееребезем М., Холс П., Бернард Э., Ролен Т., Чжоу М., Сизен Р.Дж., Брон П.А. (март 2010 г.). «Внеклеточная биология лактобактерий» . Обзоры микробиологии FEMS . 34 (2): 199–230. дои : 10.1111/j.1574-6976.2009.00208.x . ПМИД 20088967 .
- ^ Чжэн Дж., Виттук С., Салветти Э., Франц К.М., Харрис Х.М., Маттарелли П. и др. (апрель 2020 г.). «Таксономическая заметка о роде Lactobacillus : описание 23 новых родов, исправленное описание рода Lactobacillus Beijerinck 1901 и объединение Lactobacillaceae и Leuconostocaceae » . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 70 (4): 2782–2858. дои : 10.1099/ijsem.0.004107 . hdl : 10067/1738330151162165141 . ПМИД 32293557 .
- ^ Дуар Р.М., Лин К.Б., Чжэн Дж., Мартино М.Э., Гренье Т., Перес-Муньос М.Э. и др. (август 2017 г.). «Образ жизни в переходный период: эволюция и естественная история рода Lactobacillus» . Обзоры микробиологии FEMS . 41 (Supp_1): S27–S48. дои : 10.1093/femsre/fux030 . ПМИД 28673043 .
- ^ Мартино М.Е., Байджанов Дж.Р., Кэффри Б.Е., Уэлс М., Жонкур П., Хьюз С. и др. (декабрь 2016 г.). «Кочевой образ жизни Lactobacillus plantarum, выявленный путем сравнительной геномики 54 штаммов, выделенных из разных местообитаний» . Экологическая микробиология . 18 (12): 4974–4989. дои : 10.1111/1462-2920.13455 . hdl : 2066/171054 . ПМИД 27422487 .
- ^ Перейти обратно: а б Ландете Х.М., Родригес Х., Куриэль Х.А., Де Лас Ривас Б., Де Фелипе Ф.Л., Муньос Р. (2010). «Разложение фенольных соединений, обнаруженных в оливковых продуктах, штаммами Lactobacillus plantarum ». Оливки и оливковое масло в здоровье и профилактике заболеваний . стр. 387–396. дои : 10.1016/B978-0-12-374420-3.00043-7 . ISBN 9780123744203 . S2CID 89393063 .
- ^ Э. Жиро, Б. Лелонг и М. Рэмбо. 1991. Влияние pH и начальной концентрации лактата на рост Lactobacillus plantarum . Прикладная микробиология и биотехнология. 36(1):96–99.
- ^ Z Матейчекова и др. 2016. Характеристика роста Lactobacillus plantarum в молоке в зависимости от температуры. Акта Химика Словака. 9(2)104—108.
- ^ Дева Т., Пант С., Мишра В. (январь 2014 г.). «Разработка лиофилизированного синбиотического препарата с использованием пробиотического штамма Lactobacillus plantarum» . Журнал пищевой науки и технологий . 51 (1): 83–89. дои : 10.1007/s13197-011-0457-2 . ПМЦ 3857416 . ПМИД 24426051 .
- ^ Перейти обратно: а б Генцле МГ (2015). «Возврат к метаболизму молочной кислоты: метаболизм молочнокислых бактерий при ферментации и порче пищевых продуктов». Текущее мнение в области пищевой науки . 2 : 106–117. дои : 10.1016/j.cofs.2015.03.001 . ISSN 2214-7993 .
- ^ Перейти обратно: а б Педерсен М.Б., Гауду П., Лешардер Д., Пети М.А., Грусс А. (10 апреля 2012 г.). «Аэробный дыхательный метаболизм молочнокислых бактерий и его использование в биотехнологии». Ежегодный обзор пищевой науки и технологий . 3 (1): 37–58. doi : 10.1146/annurev-food-022811-101255 . ПМИД 22385163 .
- ^ Коно Ю, Фридович И (август 1983 г.). «Функциональное значение каталазы марганца у Lactobacillus plantarum» . Журнал бактериологии . 155 (2): 742–746. дои : 10.1128/jb.155.2.742-746.1983 . ПМК 217745 . ПМИД 6874643 .
- ^ Перейти обратно: а б Техедор-Санц С., Стивенс Э.Т., Ли С., Финнеган П., Нельсон Дж., Кносен А., Лайт Ш., Аджо-Франклин К.М., Марко М.Л. (февраль 2022 г.). «Внеклеточный перенос электронов увеличивает ферментацию молочнокислых бактерий за счет гибридного метаболизма» . электронная жизнь . 11 : e70684. doi : 10.7554/eLife.70684 . ПМЦ 8837199 . ПМИД 35147079 .
- ^ Толар Дж.Г., Ли С., Аджо-Франклин К.М. (19 декабря 2022 г.). «Различные роли флавинов и хинонов во внеклеточном переносе электронов у Lactiplantibacillus plantarum» . Прикладная и экологическая микробиология . 89 (1): e0131322. дои : 10.1128/aem.01313-22 . ПМЦ 9888254 . ПМИД 36533923 .
- ^ Вегкамп А., Теусинк Б., де Вос В.М., Смид Э.Дж. (январь 2010 г.). «Разработка минимальной питательной среды для Lactobacillus plantarum». Письма по прикладной микробиологии . 50 (1): 57–64. дои : 10.1111/j.1472-765X.2009.02752.x . ПМИД 19874488 . S2CID 9353126 .
- ^ Перейти обратно: а б « Lactobacillus plantarum — микробевики» . microbewiki.kenyon.edu . Проверено 12 мая 2018 г.
- ^ Ким Дж. Х., Блок Д.Э., Миллс Д.А. (ноябрь 2010 г.). «Одновременное потребление пентозных и гексозных сахаров: оптимальный микробный фенотип для эффективной ферментации лигноцеллюлозной биомассы» . Прикладная микробиология и биотехнология . 88 (5): 1077–1085. дои : 10.1007/s00253-010-2839-1 . ПМК 2956055 . ПМИД 20838789 .
- ^ Нибом С.М., Колладо MC, Суроно И.С., Салминен С.Дж., Мерилуото Х.А. (май 2008 г.). «Влияние глюкозы на удаление микроцистина-LR жизнеспособными коммерческими пробиотическими штаммами и штаммами, выделенными из дадих-кисломолочных продуктов». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 56 (10): 3714–3720. дои : 10.1021/jf071835x . ПМИД 18459790 .
- ^ Ву CC, Вэн В.Л., Лай В.Л., Цай Х.П., Лю В.Х., Ли М.Х., Цай Ю.К. (2015). «Влияние штамма Lactobacillus plantarum K21 на мышей с ожирением, получающих диету с высоким содержанием жиров» . Доказательная дополнительная и альтернативная медицина . 2015 : 391767. doi : 10.1155/2015/391767 . ПМЦ 4353445 . ПМИД 25802537 .
- ^ « Lactobacillus plantarum | Виноградарство и энология» . Wineserver.ucdavis.edu . Архивировано из оригинала 4 мая 2018 г. Проверено 12 мая 2018 г.
- ^ Бестед AC, Логан AC, Селхуб EM (март 2013 г.). «Кишечная микробиота, пробиотики и психическое здоровье: от Мечникова до современных достижений: Часть II - современные контекстуальные исследования» . Кишечные патогены . 5 (1): 3. дои : 10.1186/1757-4749-5-3 . ПМК 3601973 . ПМИД 23497633 .
- ^ Бикскер Хименес М. (август 2009 г.). «Лечение синдрома раздраженного кишечника пробиотиками. Наконец-то этиопатогенетический подход?» . Revista Espanola de Enfermedades Digestivas . 101 (8): 553–564. дои : 10.4321/s1130-01082009000800006 . ПМИД 19785495 .
- ^ Бестед AC, Логан AC, Селхуб EM (март 2013 г.). «Кишечная микробиота, пробиотики и психическое здоровье: от Мечникова до современных достижений: часть III – сближение с клиническими испытаниями» . Кишечные патогены . 5 (1): 4. дои : 10.1186/1757-4749-5-4 . ПМЦ 3605358 . ПМИД 23497650 .
- ^ Гури Я.А., Ричардс Д.М., Рахими Э.Ф., Крилл Дж.Т., Елинек К.А., DuPont AW (2014). «Систематический обзор рандомизированных контролируемых исследований пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков при воспалительных заболеваниях кишечника» . Клиническая и экспериментальная гастроэнтерология . 7 : 473–487. дои : 10.2147/CEG.S27530 . ПМЦ 4266241 . ПМИД 25525379 .
- ^ Перейти обратно: а б Хирао Л.А., Гришина И., Бурри О., Ху В.К., Сомрит М., Санкаран-Вальтерс С. и др. (август 2014 г.). «Раннее обнаружение инфекции SIV в слизистой оболочке клетками Панета индуцирует выработку IL-1β и инициирует разрушение эпителия кишечника» . ПЛОС Патогены . 10 (8): e1004311. дои : 10.1371/journal.ppat.1004311 . ПМК 4148401 . ПМИД 25166758 .
- «Ранняя цена ВИЧ: воспалительная реакция разрушает слизистую оболочку кишечника, но помощь могут прийти от дружественных бактерий» . Медицинский Экспресс . 30 августа 2014 г.
- ^ Криптококкоз ЦНС при ВИЧ в eMedicine
- ^ Цуда Х., Мацумото Т., Ишими Ю. (2011). «Анализ биотина, ниацина и пантотеновой кислоты с использованием лиофилизированных Lactobacillus plantarum ATCC 8014» . Журнал диетологии и витаминологии . 57 (6): 437–440. дои : 10.3177/jnsv.57.437 . ПМИД 22472287 .
- ^ ЛеБлан Х.Г., Лайно Х.Э., дель Валье М.Дж., Ваннини В., ван Синдерен Д., Таранто М.П. и др. (декабрь 2011 г.). «Производство витаминов группы B молочнокислыми бактериями - современные знания и потенциальное применение». Журнал прикладной микробиологии . 111 (6): 1297–1309. дои : 10.1111/j.1365-2672.2011.05157.x . hdl : 11336/54445 . ПМИД 21933312 . S2CID 22065043 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Клееребезем М., Боекхорст Дж., ван Краненбург Р., Моленаар Д., Койперс О.П., Леер Р. и др. (февраль 2003 г.). «Полная последовательность генома Lactobacillus plantarum WCFS1» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (4): 1990–1995. Бибкод : 2003PNAS..100.1990K . дои : 10.1073/pnas.0337704100 . JSTOR 3138472 . ПМК 149946 . ПМИД 12566566 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Нидзелин К., Кордецкий Х., Биркенфельд Б. (октябрь 2001 г.). «Контролируемое двойное слепое рандомизированное исследование эффективности Lactobacillus plantarum 299V у пациентов с синдромом раздраженного кишечника». Европейский журнал гастроэнтерологии и гепатологии . 13 (10): 1143–1147. дои : 10.1097/00042737-200110000-00004 . ПМИД 11711768 . S2CID 45444717 .
- www.DocGuide.com еще одна ссылка на IBS
- Типовой штамм Lactobacillus plantarum в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию