Пенициллиум хризогенум

Пенициллиум хризогенум
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
Королевство:	Грибы
Разделение:	Аскомикота
Сорт:	Евротиомицеты
Заказ:	Евротиалес
Семья:	Аспергилловые
Род:	Пенициллиум
Разновидность:	П. хризогенум
Биномиальное имя
	Пенициллиум хризогенум ; Том (1910)

Penicillium chrysogenum (ранее известный как Penicillium notatum ) — вид грибов рода Penicillium . Он распространен в регионах с умеренным и субтропическим климатом , его можно найти в соленых пищевых продуктах. ^[1] но в основном он встречается внутри помещений, особенно во влажных или поврежденных водой зданиях. ^[2] Он был признан комплексом видов, включающим P. notatum , P. meleagrinum и P. cyaneofulvum. ^[3] Молекулярная филогения установила, что первый обнаруженный Александром Флемингом штамм, продуцирующий пенициллин, принадлежит к отдельному виду, P. Rubens , а не к P. notatum. ^[4]^[5] О нем редко сообщалось как о причине заболеваний человека . ^[6] Он является источником нескольких β-лактамных антибиотиков , в первую очередь пенициллина . Другие вторичные метаболиты включают P. chrysogenum рокефортин С , мелеагрин , ^[7] хризогина , ^[8] 6-МСА ^[9] YWA1/меланин, ^[10] андрастатин А, ^[11] фунгиспорин , ^[12] секалоновая кислота , сорбициллин , ^[13]^[14] и PR-токсин . ^[15]

Как и многие другие виды рода Penicillium , P. chrysogenum обычно размножается путем образования сухих цепочек спор (или конидий ) из кистевидных конидиеносцев . Конидии обычно переносятся воздушными потоками к новым местам колонизации. У P. chrysogenum конидии имеют цвет от синего до сине-зеленого цвета, а плесень иногда выделяет желтый пигмент. Однако P. chrysogenum невозможно идентифицировать только по цвету. Наблюдения за морфологией и микроскопическими особенностями необходимы для подтверждения его идентичности, а секвенирование ДНК необходимо для того, чтобы отличить его от близкородственных видов, таких как P. Rubens . Половая стадия P. chrysogenum была обнаружена в 2013 году путем спаривания культур в темноте на овсяном агаре с добавлением биотина после того, как с помощью ПЦР-амплификации были определены типы спаривания (MAT1-1 или MAT1-2) штаммов. ^[16]

Бесполые споры P. chrysogenum, передающиеся по воздуху, являются важными аллергенами человека. Вакуолярные и щелочные сериновые протеазы считаются основными аллергенными белками. ^[17]

P. chrysogenum использовался в промышленности для производства пенициллина и ксантоциллина X , для обработки отходов целлюлозных заводов и для производства ферментов полиаминоксидазы , фосфоглюконатдегидрогеназы и глюкозооксидазы . ^[15]^[18]

Наука

Открытие пенициллина положило начало новой эпохе антибиотиков, полученных из микроорганизмов. Пенициллин — это антибиотик, выделенный из растущей плесени Penicillium в ферментере . Плесень выращивают в жидкой культуре, содержащей сахар и другие питательные вещества, включая источник азота . По мере роста плесени она расходует сахар и начинает вырабатывать пенициллин только после того, как израсходует большую часть питательных веществ для роста.

История

Генетика и эволюция

Способность производить пенициллин, по-видимому, развивалась на протяжении миллионов лет и присуща нескольким другим родственным грибам. Считается, что он дает селективное преимущество во время конкуренции с бактериями за источники пищи. ^{[ нужна ссылка ]} В результате некоторые бактерии развили противоспособность выживать при воздействии пенициллина, вырабатывая пенициллиназы — ферменты, которые расщепляют пенициллин. ^{[ нужна ссылка ]} Производство пенициллиназы является одним из механизмов, с помощью которого бактерии могут стать устойчивыми к пенициллину.

Основные гены, ответственные за выработку пенициллина, pcbAB , pcbC и penDE , тесно связаны, образуя кластер на хромосоме I. ^[19] Некоторые высокопродуктивные штаммы Penicillium chrysogenum, используемые для промышленного производства пенициллина, содержат несколько тандемных копий кластера генов пенициллина. ^[20]

Как и в случае с другими нитчатыми грибами, редактирования генома, опосредованные CRISPR/Cas9 доступны методы для редактирования генома Penicillium chrysogenum . ^[21]

Ссылки

^ Самсон Р.А., Хубракен Дж., Трейн Ю., Фрисвад Дж.К., Андерсен Б. (2010). Пищевые и комнатные грибы . Утрехт, Нидерланды: CBS-KNAW-Центр грибкового биоразнообразия. стр. 1–398.
^ Андерсен Б., Фрисвад Дж.К., Сёндергаард И., Расмуссен И.С., Ларсен Л.С. (июнь 2011 г.). «Связь между видами грибов и строительными материалами, поврежденными водой» . Прил. Окружающая среда. Микробиол . 77 (12): 4180–8. Бибкод : 2011ApEnM..77.4180A . дои : 10.1128/АЕМ.02513-10 . ПМК 3131638 . ПМИД 21531835 .
^ Самсон Р.А., Хадлок Р., Столк А.С. (1977). «Таксономическое исследование серии Penicillium chrysogenum ». Антони ван Левенгук . 43 (2): 169–75. дои : 10.1007/BF00395671 . ПМИД 413477 . S2CID 41843432 .
^ Хубракен, Джос; Фрисвад, Йенс К.; Самсон, Роберт А. (2011). «Штамм Флеминга, продуцирующий пенициллин, - это не Penicillium chrysogenum, а P. Rubens» . ИМА Гриб . 2 (1): 87–95. дои : 10.5598/imafungus.2011.02.01.12 . ПМЦ 3317369 . ПМИД 22679592 .
^ Хубракен, Дж.; Фрисвад, Дж. К.; Зайферт, штат Калифорния; Овери, ДП; Тутхилл, DM; Вальдес, Дж.Г.; Самсон, РА (31 декабря 2012 г.). «Новые виды Penicillium, продуцирующие пенициллин, и обзор секции Chrysogena» . Персония - Молекулярная филогения и эволюция грибов . 29 (1): 78–100. дои : 10.3767/003158512X660571 . ПМЦ 3589797 . ПМИД 23606767 .
^ Лиратзопулос, Г.; Эллис, М.; Неррингер, Р.; Деннинг, Д.В. (октябрь 2002 г.). «Инвазивная инфекция, вызванная видами Penicillium, кроме P. marneffei». Журнал инфекции . 45 (3): 184–195. дои : 10.1053/jinf.2002.1056 . ISSN 0163-4453 . ПМИД 12387776 .
^ Али Х., Райс М.И., Нийланд Дж.Г., Ланкхорст П.П., Ханкемайер Т., Бовенберг Р.А., Врикен Р.Дж., Дриссен А.Дж. (12 июня 2013 г.). задействован разветвленный путь биосинтеза «В производстве рокефортина и родственных соединений у Penicillium chrysogenum » . ПЛОС ОДИН . 8 (6): e65328. Бибкод : 2013PLoSO...865328A . дои : 10.1371/journal.pone.0065328 . ПМЦ 3680398 . ПМИД 23776469 .
^ Виджиано А., Сало О., Али Х., Шимански В., Ланкхорст П.П., Нюгорд Ю., Бовенберг Р.А., Дриссен А.Дж. (февраль 2018 г.). «Путь биосинтеза пигмента хризогина Penicillium chrysogenum » . Прикладная и экологическая микробиология . 84 (4). Бибкод : 2018ApEnM..84E2246V . дои : 10.1128/АЕМ.02246-17 . ПМЦ 5795073 . ПМИД 29196288 .
^ Гусман-Чавес Ф., Звален Р.Д., Бовенберг Р.А., Дриссен А.Дж. (2018). « Penicillium chrysogenum как клеточная фабрика по производству натуральных продуктов» . Границы микробиологии . 9 : 2768. дои : 10.3389/fmicb.2018.02768 . ПМК 6262359 . ПМИД 30524395 .
^ Гузман-Чавес Ф., Сало О., Самол М., Рис М., Кейперс Дж., Бовенберг Р.А., Врикен Р.Дж., Дриссен А.Дж. (октябрь 2018 г.). «Дерегуляция вторичного метаболизма у мутанта деацетилазы гистонов Penicillium chrysogenum » . МикробиологияОткрыть . 7 (5): e00598. дои : 10.1002/mbo3.598 . ПМК 6182556 . ПМИД 29575742 .
^ Мацуда Ю, Авакава Т, Абэ И (сентябрь 2013 г.). «Восстановленный биосинтез грибкового меротерпеноида андрастина А». Тетраэдр . 69 (38): 8199–8204. дои : 10.1016/j.tet.2013.07.029 .
^ Али Х, Райс М.И., Ланкхорст П.П., ван дер Хувен Р.А., Схаутен О.Л., Нога М., Ханкемейер Т., ван Пейдж Н.Н., Бовенберг Р.А., Врикен Р.Дж., Дриссен А.Дж. (2014-06-02). «Неканонический NRPS участвует в синтезе фунгиспорина и родственных ему гидрофобных циклических тетрапептидов у Penicillium chrysogenum » . ПЛОС ОДИН . 9 (6): е98212. Бибкод : 2014PLoSO...998212A . дои : 10.1371/journal.pone.0098212 . ПМК 4041764 . ПМИД 24887561 .
^ Сало О, Гусман-Чавес Ф, Райс М.И., Ланкхорст П.П., Бовенберг Р.А., Врикен Р.Дж., Дриссен А.Дж. (июль 2016 г.). «Идентификация поликетидсинтазы, участвующей в биосинтезе сорбициллина Penicillium chrysogenum » . Прикладная и экологическая микробиология . 82 (13): 3971–3978. Бибкод : 2016ApEnM..82.3971S . дои : 10.1128/AEM.00350-16 . ПМК 4907180 . ПМИД 27107123 .
^ Гусман-Чавес Ф., Сало О., Нюгорд Ю., Ланкхорст П.П., Бовенберг Р.А., Дриссен А.Дж. (июль 2017 г.). «Механизм и регуляция биосинтеза сорбициллина Penicillium chrysogenum » . Микробная биотехнология . 10 (4): 958–968. дои : 10.1111/1751-7915.12736 . ПМЦ 5481523 . ПМИД 28618182 .
^ Jump up to: ^а ^б де Хоог Г.С., Гуарро Дж., Жене Дж., Фигерас Ф (2000), Атлас клинических грибов - 2-е издание , Центральное бюро шиммелькультур (Утрехт)
^ Бём Дж., Хофф Б., О'Горман С.М., Вулферс С., Кликс В., Бингер Д., Задра И., Курнштайнер Х., Пёггелер С., Дайер П.С., Кюк У. (январь 2013 г.). «Половое размножение и развитие штаммов, опосредованное типом спаривания, у пенициллинпродуцирующего гриба Penicillium chrysogenum » . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (4): 1476–81. дои : 10.1073/pnas.1217943110 . ПМК 3557024 . ПМИД 23307807 .
^ Шен Х.Д., Чоу Х., Там М.Ф., Чанг С.И., Лай Х.И., Ван С.Р. (октябрь 2003 г.). «Молекулярная и иммунологическая характеристика Pench 18, основного аллергена вакуолярной сериновой протеазы Penicillium chrysogenum ». Аллергия . 58 (10): 993–1002. дои : 10.1034/j.1398-9995.2003.00107.x . ПМИД 14510716 . S2CID 28229046 .
^ Рэпер КБ, Том С (1949). Руководство по пенициллиям . Компания Williams & Wilkins (Балтимор).
^ Мартин Х.Ф., Гутьеррес С., Фернандес Ф.Х., Веласко Х., Фиерро Ф., Маркос А.Т., Косалькова К. (1994). «Экспрессия генов и обработка ферментов биосинтеза пенициллинов и цефалоспоринов». Антони ван Левенгук . 65 (3): 227–43. дои : 10.1007/BF00871951 . ПМИД 7847890 . S2CID 25327312 .
^ Фиерро Ф., Барредо Х.Л., Диес Б., Гутьеррес С., Фернандес Ф.Дж., Мартин Х.Ф. (июнь 1995 г.). «Кластер генов пенициллина амплифицируется в тандемных повторах, связанных консервативными последовательностями гексануклеотидов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 92 (13): 6200–4. Бибкод : 1995PNAS...92.6200F . дои : 10.1073/pnas.92.13.6200 . ПМК 41670 . ПМИД 7597101 .
^ Поль С., Киль Дж.А., Дриссен А.Дж., Бовенберг Р.А., Нюгорд Ю. (июль 2016 г.). «Редактирование генома Penicillium chrysogenum на основе CRISPR/Cas9 » . ACS Синтетическая биология . 5 (7): 754–64. doi : 10.1021/acsynbio.6b00082 . ПМИД 27072635 . S2CID 206764457 .

Внешние ссылки

« Пенициллий хризогенум » . Гриб месяца Тома Волка .

[1] Самсон Р.А., Хубракен Дж., Трейн Ю., Фрисвад Дж.К., Андерсен Б. (2010). Пищевые и комнатные грибы . Утрехт, Нидерланды: CBS-KNAW-Центр грибкового биоразнообразия. стр. 1–398.

[2] Андерсен Б., Фрисвад Дж.К., Сёндергаард И., Расмуссен И.С., Ларсен Л.С. (июнь 2011 г.). «Связь между видами грибов и строительными материалами, поврежденными водой» . Прил. Окружающая среда. Микробиол . 77 (12): 4180–8. Бибкод : 2011ApEnM..77.4180A . дои : 10.1128/АЕМ.02513-10 . ПМК 3131638 . ПМИД 21531835 .

[Samson1977-3] Самсон Р.А., Хадлок Р., Столк А.С. (1977). «Таксономическое исследование серии Penicillium chrysogenum ». Антони ван Левенгук . 43 (2): 169–75. дои : 10.1007/BF00395671 . ПМИД 413477 . S2CID 41843432 .

[:1-4] Хубракен, Джос; Фрисвад, Йенс К.; Самсон, Роберт А. (2011). «Штамм Флеминга, продуцирующий пенициллин, - это не Penicillium chrysogenum, а P. Rubens» . ИМА Гриб . 2 (1): 87–95. дои : 10.5598/imafungus.2011.02.01.12 . ПМЦ 3317369 . ПМИД 22679592 .

[5] Хубракен, Дж.; Фрисвад, Дж. К.; Зайферт, штат Калифорния; Овери, ДП; Тутхилл, DM; Вальдес, Дж.Г.; Самсон, РА (31 декабря 2012 г.). «Новые виды Penicillium, продуцирующие пенициллин, и обзор секции Chrysogena» . Персония - Молекулярная филогения и эволюция грибов . 29 (1): 78–100. дои : 10.3767/003158512X660571 . ПМЦ 3589797 . ПМИД 23606767 .

[6] Лиратзопулос, Г.; Эллис, М.; Неррингер, Р.; Деннинг, Д.В. (октябрь 2002 г.). «Инвазивная инфекция, вызванная видами Penicillium, кроме P. marneffei». Журнал инфекции . 45 (3): 184–195. дои : 10.1053/jinf.2002.1056 . ISSN 0163-4453 . ПМИД 12387776 .

[7] Али Х., Райс М.И., Нийланд Дж.Г., Ланкхорст П.П., Ханкемайер Т., Бовенберг Р.А., Врикен Р.Дж., Дриссен А.Дж. (12 июня 2013 г.). задействован разветвленный путь биосинтеза «В производстве рокефортина и родственных соединений у Penicillium chrysogenum » . ПЛОС ОДИН . 8 (6): e65328. Бибкод : 2013PLoSO...865328A . дои : 10.1371/journal.pone.0065328 . ПМЦ 3680398 . ПМИД 23776469 .

[8] Виджиано А., Сало О., Али Х., Шимански В., Ланкхорст П.П., Нюгорд Ю., Бовенберг Р.А., Дриссен А.Дж. (февраль 2018 г.). «Путь биосинтеза пигмента хризогина Penicillium chrysogenum » . Прикладная и экологическая микробиология . 84 (4). Бибкод : 2018ApEnM..84E2246V . дои : 10.1128/АЕМ.02246-17 . ПМЦ 5795073 . ПМИД 29196288 .

[9] Гусман-Чавес Ф., Звален Р.Д., Бовенберг Р.А., Дриссен А.Дж. (2018). « Penicillium chrysogenum как клеточная фабрика по производству натуральных продуктов» . Границы микробиологии . 9 : 2768. дои : 10.3389/fmicb.2018.02768 . ПМК 6262359 . ПМИД 30524395 .

[10] Гузман-Чавес Ф., Сало О., Самол М., Рис М., Кейперс Дж., Бовенберг Р.А., Врикен Р.Дж., Дриссен А.Дж. (октябрь 2018 г.). «Дерегуляция вторичного метаболизма у мутанта деацетилазы гистонов Penicillium chrysogenum » . МикробиологияОткрыть . 7 (5): e00598. дои : 10.1002/mbo3.598 . ПМК 6182556 . ПМИД 29575742 .

[11] Мацуда Ю, Авакава Т, Абэ И (сентябрь 2013 г.). «Восстановленный биосинтез грибкового меротерпеноида андрастина А». Тетраэдр . 69 (38): 8199–8204. дои : 10.1016/j.tet.2013.07.029 .

[12] Али Х, Райс М.И., Ланкхорст П.П., ван дер Хувен Р.А., Схаутен О.Л., Нога М., Ханкемейер Т., ван Пейдж Н.Н., Бовенберг Р.А., Врикен Р.Дж., Дриссен А.Дж. (2014-06-02). «Неканонический NRPS участвует в синтезе фунгиспорина и родственных ему гидрофобных циклических тетрапептидов у Penicillium chrysogenum » . ПЛОС ОДИН . 9 (6): е98212. Бибкод : 2014PLoSO...998212A . дои : 10.1371/journal.pone.0098212 . ПМК 4041764 . ПМИД 24887561 .

[13] Сало О, Гусман-Чавес Ф, Райс М.И., Ланкхорст П.П., Бовенберг Р.А., Врикен Р.Дж., Дриссен А.Дж. (июль 2016 г.). «Идентификация поликетидсинтазы, участвующей в биосинтезе сорбициллина Penicillium chrysogenum » . Прикладная и экологическая микробиология . 82 (13): 3971–3978. Бибкод : 2016ApEnM..82.3971S . дои : 10.1128/AEM.00350-16 . ПМК 4907180 . ПМИД 27107123 .

[14] Гусман-Чавес Ф., Сало О., Нюгорд Ю., Ланкхорст П.П., Бовенберг Р.А., Дриссен А.Дж. (июль 2017 г.). «Механизм и регуляция биосинтеза сорбициллина Penicillium chrysogenum » . Микробная биотехнология . 10 (4): 958–968. дои : 10.1111/1751-7915.12736 . ПМЦ 5481523 . ПМИД 28618182 .

[Hoog2000-15] Jump up to: ^а ^б де Хоог Г.С., Гуарро Дж., Жене Дж., Фигерас Ф (2000), Атлас клинических грибов - 2-е издание , Центральное бюро шиммелькультур (Утрехт)

[Bohm2013-16] Бём Дж., Хофф Б., О'Горман С.М., Вулферс С., Кликс В., Бингер Д., Задра И., Курнштайнер Х., Пёггелер С., Дайер П.С., Кюк У. (январь 2013 г.). «Половое размножение и развитие штаммов, опосредованное типом спаривания, у пенициллинпродуцирующего гриба Penicillium chrysogenum » . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (4): 1476–81. дои : 10.1073/pnas.1217943110 . ПМК 3557024 . ПМИД 23307807 .

[Shen_2003-17] Шен Х.Д., Чоу Х., Там М.Ф., Чанг С.И., Лай Х.И., Ван С.Р. (октябрь 2003 г.). «Молекулярная и иммунологическая характеристика Pench 18, основного аллергена вакуолярной сериновой протеазы Penicillium chrysogenum ». Аллергия . 58 (10): 993–1002. дои : 10.1034/j.1398-9995.2003.00107.x . ПМИД 14510716 . S2CID 28229046 .

[Raper1949-18] Рэпер КБ, Том С (1949). Руководство по пенициллиям . Компания Williams & Wilkins (Балтимор).

[Martín_1994-19] Мартин Х.Ф., Гутьеррес С., Фернандес Ф.Х., Веласко Х., Фиерро Ф., Маркос А.Т., Косалькова К. (1994). «Экспрессия генов и обработка ферментов биосинтеза пенициллинов и цефалоспоринов». Антони ван Левенгук . 65 (3): 227–43. дои : 10.1007/BF00871951 . ПМИД 7847890 . S2CID 25327312 .

[Fierro_1995-20] Фиерро Ф., Барредо Х.Л., Диес Б., Гутьеррес С., Фернандес Ф.Дж., Мартин Х.Ф. (июнь 1995 г.). «Кластер генов пенициллина амплифицируется в тандемных повторах, связанных консервативными последовательностями гексануклеотидов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 92 (13): 6200–4. Бибкод : 1995PNAS...92.6200F . дои : 10.1073/pnas.92.13.6200 . ПМК 41670 . ПМИД 7597101 .

[21] Поль С., Киль Дж.А., Дриссен А.Дж., Бовенберг Р.А., Нюгорд Ю. (июль 2016 г.). «Редактирование генома Penicillium chrysogenum на основе CRISPR/Cas9 » . ACS Синтетическая биология . 5 (7): 754–64. doi : 10.1021/acsynbio.6b00082 . ПМИД 27072635 . S2CID 206764457 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]