Клостридии спорогенес

Клостридии спорогенес
Научная классификация
Домен:	Бактерии
Тип:	Бациллота
Сорт:	Клостридии
Заказ:	Эубактерии
Семья:	Клостридиевые
Род:	Клостридия
Разновидность:	С. спорогены
Биномиальное имя
	Клостридии спорогенес ; (Мечников, 1908) Берги и др. 1923 год

Clostridium sporogenes — вид грамположительных бактерий, принадлежащий к роду Clostridium . Как и другие штаммы Clostridium , это анаэробная палочковидная бактерия , производящая овальные субтерминальные эндоспоры. ^{[ 2 ]} и обычно встречается в почве . В отличие от Clostridium botulinum , она не производит ботулинические нейротоксины . У колонизированных животных он имеет мутуалистическое, а не патогенное взаимодействие с хозяином.

Его исследуют как способ доставки лекарств от рака к опухолям у пациентов. ^{[ 3 ]} C. sporogenes часто используется в качестве заменителя C. botulinum при проверке эффективности коммерческой стерилизации . ^{[ 4 ]}

Clostridium sporogenes колонизирует желудочно-кишечный тракт человека , но присутствует только у части населения; в кишечнике он использует триптофан для синтеза индола , а затем и 3-индолпропионовой кислоты (IPA). ^{[ 5 ]} – разновидность ауксина (растительного гормона) ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} – который служит мощным нейропротекторным антиоксидантом в организме и мозге человека. ^{[ 5 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} IPA является еще более мощным поглотителем гидроксильных радикалов , чем мелатонин . ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Подобно мелатонину, но в отличие от других антиоксидантов, он удаляет радикалы без последующего образования реактивных и прооксидантных промежуточных соединений. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 11 ]} C. sporogenes — единственный вид бактерий, который, как известно, синтезирует 3-индолпропионовую кислоту in vivo на уровнях, которые впоследствии обнаруживаются в кровотоке хозяина. ^{[ 5 ]}^{[ 12 ]}

Метаболизм триптофана желудочно-кишечной микробиотой человека ( )

Триптофан

Клостридия
спорогены

Лакто-
бациллы

Триптофаназа -
выражение
бактерии

Кишечный
иммунитет
клетки

Кишечный
эпителий

PXR

Гомеостаз слизистой оболочки:
↓ ФНО-α
↑ Соединительный белок-
кодирующие мРНК

L-ячейка

ГЛП-1

Ти Джей

Нейропротектор :
↓Активация глиальных клеток и астроцитов
↓ 4-гидрокси-2-ноненала Уровни
↓ повреждение ДНК
– Антиоксидант
– Ингибирует β-амилоидных фибрилл. образование

Поддерживает реактивность слизистой оболочки:
↑ Ил-22 Производство

связаны С сосудистыми заболеваниями :
↑ Окислительный стресс
↑ гладкомышечных клеток Пролиферация
↑ Толщина стенки аорты и кальцификация

Связанные с хронической болезнью почек :
↑ Почечная дисфункция
– Уремический токсин

Почки

На этой диаграмме показан биосинтез биологически активных соединений ( индола и некоторых других производных) из триптофана бактериями в кишечнике. ^{[ 10 ]} Индол вырабатывается из триптофана бактериями, экспрессирующими триптофаназу . ^{[ 10 ]} Clostridium sporogenes метаболизирует триптофан в индол, а затем в 3-индолпропионовую кислоту (IPA). ^{[ 5 ]} высокоэффективный нейропротекторный антиоксидант , который удаляет гидроксильные радикалы . ^{[ 10 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} IPA связывается с рецептором прегнана X (PXR) в клетках кишечника, тем самым способствуя гомеостазу слизистой оболочки и барьерной функции . ^{[ 10 ]} После абсорбции из кишечника и распределения в головном мозге IPA оказывает нейропротекторное действие против церебральной ишемии и болезни Альцгеймера . ^{[ 10 ]} Виды Lactobacillaceae ( Lactobacillus s.l. ) метаболизируют триптофан в индол-3-альдегид (I3A), который действует на арилуглеводородный рецептор (AhR) в иммунных клетках кишечника, в свою очередь увеличивая интерлейкина-22 (IL-22). выработку ^{[ 10 ]} Индол сам по себе запускает секрецию глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) в L-клетках кишечника и действует как лиганд для AhR. ^{[ 10 ]} Индол также может метаболизироваться в печени в индоксилсульфат , соединение, которое токсично в высоких концентрациях и связано с сосудистыми заболеваниями и почечной дисфункцией . ^{[ 10 ]} АСТ-120 ( активированный уголь ), кишечный сорбент , принимаемый внутрь , адсорбирует индол, в свою очередь снижая концентрацию индоксилсульфата в плазме крови. ^{[ 10 ]}

Ссылки

^ Паркер, Чарльз Томас; Тейлор, Доротея; Гаррити, Джордж М. (2009). Паркер, Чарльз Томас; Гаррити, Джордж М. (ред.). «Клостридия спорогенес» . Министерство энергетики США. doi : 10.1601/nm.4021 (неактивен 17 апреля 2024 г.) . Проверено 5 сентября 2011 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь ) CS1 maint: DOI неактивен с апреля 2024 г. ( ссылка )
^ microbeonline.com; информация с рисунком, иллюстрирующим субтерминальное расположение эндоспор в вегетативной клетке .
^ BBC News «Почвенные бактерии помогают убить рак».
^ Разработка новых биологических индикаторов для оценки эффективности микроволновой обработки . п. 7. ISBN 9780549830450 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Викофф В.Р., Анфора А.Т., Лю Дж., Шульц П.Г., Лесли С.А., Петерс Э.К., Сюздак Г. (март 2009 г.). «Метаболомический анализ показывает значительное влияние микрофлоры кишечника на метаболиты крови млекопитающих» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 106 (10): 3698–3703. Бибкод : 2009PNAS..106.3698W . дои : 10.1073/pnas.0812874106 . ПМЦ 2656143 . ПМИД 19234110 . Было показано, что продукция IPA полностью зависит от присутствия микрофлоры кишечника и может быть установлена путем колонизации бактерией Clostridium sporogenes .
Диаграмма метаболизма ИПА
^ Лу Ц, Чжан Л, Чен Т, Лу М, Пин Т, Чен Г (2008). «Идентификация и количественное определение ауксинов в растениях методом жидкостной хроматографии / масс-спектрометрии с ионной ловушкой с ионизацией электрораспылением». Быстрая коммуникация. Масс-спектр . 22 (16): 2565–72. Бибкод : 2008RCMS...22.2565L . дои : 10.1002/rcm.3642 . ПМИД 18655000 .
^ Нараянан К.Р., Мадж К.В., Пувая Б.В. (1981). «Связывание ауксина in vitro с клеточными мембранами плодов огурца» . Физиол растений . 67 (4): 836–40. дои : 10.1104/стр.67.4.836 . ПМК 425782 . ПМИД 16661764 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д «3-Индолпропионовая кислота» . База данных метаболомов человека . Университет Альберты . Проверено 12 июня 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Чаан Ю.Дж., Поггелер Б., Омар Р.А., Чейн Д.Г., Франджионе Б., Гисо Дж., Папполла М.А. (июль 1999 г.). «Мощные нейропротекторные свойства против бета-амилоида болезни Альцгеймера за счет эндогенной индольной структуры, связанной с мелатонином, индол-3-пропионовой кислоты» . Ж. Биол. Хим . 274 (31): 21937–21942. дои : 10.1074/jbc.274.31.21937 . ПМИД 10419516 . S2CID 6630247 . [Индол-3-пропионовая кислота (IPA)] ранее была идентифицирована в плазме и спинномозговой жидкости человека, но ее функции неизвестны. ... В экспериментах по кинетической конкуренции с использованием агентов, улавливающих свободные радикалы, способность IPA улавливать гидроксильные радикалы превышала способность мелатонина, индоламина, который считается самым мощным природным поглотителем свободных радикалов. В отличие от других антиоксидантов, IPA не превращался в реакционноспособные интермедиаты с прооксидантной активностью.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к Чжан Л.С., Дэвис СС (апрель 2016 г.). «Микробный метаболизм пищевых компонентов в биоактивные метаболиты: возможности для новых терапевтических вмешательств» . Геном Мед . 8 (1): 46. дои : 10.1186/s13073-016-0296-x . ПМЦ 4840492 . ПМИД 27102537 . Лактобактерии виды. превращают триптофан в индол-3-альдегид (I3A) с помощью неидентифицированных ферментов [125]. Clostridium sporogenes превращают триптофан в IPA [6], вероятно, посредством триптофандезаминазы. ... IPA также эффективно удаляет гидроксильные радикалы.
Таблица 2. Микробные метаболиты: их синтез, механизмы действия и влияние на здоровье и болезни.
Рисунок 1: Молекулярные механизмы действия индола и его метаболитов на физиологию и заболевание хозяина.
^ Рейтер Р.Дж., Герреро Х.М., Гарсия Дж.Дж., Акунья-Кастровьехо Д. (1998). «Активные промежуточные соединения кислорода, молекулярные повреждения и старение. Связь с мелатонином». Энн. Н-Й акад. Наука . 854 (1): 410–24. Бибкод : 1998NYASA.854..410R . дои : 10.1111/j.1749-6632.1998.tb09920.x . ПМИД 9928448 . S2CID 29333394 .
^ Эттвуд Дж., Ли Д., Пачеко Д., Тавендейл М. (2006). «Продуцирование индольных соединений рубцовыми бактериями, выделенными от пасущихся жвачных животных» . Дж. Прил. Микробиол . 100 (6): 1261–71. дои : 10.1111/j.1365-2672.2006.02896.x . ПМИД 16696673 . S2CID 35673610 .

Внешние ссылки

Типовой штамм Clostridium sporogenes в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию

Эта Clostridiales, статья, связанная с незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[namesforlife-1] Паркер, Чарльз Томас; Тейлор, Доротея; Гаррити, Джордж М. (2009). Паркер, Чарльз Томас; Гаррити, Джордж М. (ред.). «Клостридия спорогенес» . Министерство энергетики США. doi : 10.1601/nm.4021 (неактивен 17 апреля 2024 г.) . Проверено 5 сентября 2011 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь ) CS1 maint: DOI неактивен с апреля 2024 г. ( ссылка )

[2] robeonline.com; информация с рисунком, иллюстрирующим субтерминальное расположение эндоспор в вегетативной клетке .

[3] BBC News «Почвенные бактерии помогают убить рак».

[microwave-4] Разработка новых биологических индикаторов для оценки эффективности микроволновой обработки . п. 7. ISBN 9780549830450 .

[Microbiome_IPA-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Викофф В.Р., Анфора А.Т., Лю Дж., Шульц П.Г., Лесли С.А., Петерс Э.К., Сюздак Г. (март 2009 г.). «Метаболомический анализ показывает значительное влияние микрофлоры кишечника на метаболиты крови млекопитающих» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 106 (10): 3698–3703. Бибкод : 2009PNAS..106.3698W . дои : 10.1073/pnas.0812874106 . ПМЦ 2656143 . ПМИД 19234110 . Было показано, что продукция IPA полностью зависит от присутствия микрофлоры кишечника и может быть установлена путем колонизации бактерией Clostridium sporogenes .
Диаграмма метаболизма ИПА

[IPA_auxin-6] Лу Ц, Чжан Л, Чен Т, Лу М, Пин Т, Чен Г (2008). «Идентификация и количественное определение ауксинов в растениях методом жидкостной хроматографии / масс-спектрометрии с ионной ловушкой с ионизацией электрораспылением». Быстрая коммуникация. Масс-спектр . 22 (16): 2565–72. Бибкод : 2008RCMS...22.2565L . дои : 10.1002/rcm.3642 . ПМИД 18655000 .

[IPA_auxin_2-7] Нараянан К.Р., Мадж К.В., Пувая Б.В. (1981). «Связывание ауксина in vitro с клеточными мембранами плодов огурца» . Физиол растений . 67 (4): 836–40. дои : 10.1104/стр.67.4.836 . ПМК 425782 . ПМИД 16661764 .

[Human_metabolome_IPA-8] Jump up to: ^а ^б ^с ^д «3-Индолпропионовая кислота» . База данных метаболомов человека . Университет Альберты . Проверено 12 июня 2018 г.

[Indolepropionic_acid_scavenging-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Чаан Ю.Дж., Поггелер Б., Омар Р.А., Чейн Д.Г., Франджионе Б., Гисо Дж., Папполла М.А. (июль 1999 г.). «Мощные нейропротекторные свойства против бета-амилоида болезни Альцгеймера за счет эндогенной индольной структуры, связанной с мелатонином, индол-3-пропионовой кислоты» . Ж. Биол. Хим . 274 (31): 21937–21942. дои : 10.1074/jbc.274.31.21937 . ПМИД 10419516 . S2CID 6630247 . [Индол-3-пропионовая кислота (IPA)] ранее была идентифицирована в плазме и спинномозговой жидкости человека, но ее функции неизвестны. ... В экспериментах по кинетической конкуренции с использованием агентов, улавливающих свободные радикалы, способность IPA улавливать гидроксильные радикалы превышала способность мелатонина, индоламина, который считается самым мощным природным поглотителем свободных радикалов. В отличие от других антиоксидантов, IPA не превращался в реакционноспособные интермедиаты с прооксидантной активностью.

[Microbial_biosynthesis_of_bioactive_compounds-10] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к Чжан Л.С., Дэвис СС (апрель 2016 г.). «Микробный метаболизм пищевых компонентов в биоактивные метаболиты: возможности для новых терапевтических вмешательств» . Геном Мед . 8 (1): 46. дои : 10.1186/s13073-016-0296-x . ПМЦ 4840492 . ПМИД 27102537 . Лактобактерии виды. превращают триптофан в индол-3-альдегид (I3A) с помощью неидентифицированных ферментов [125]. Clostridium sporogenes превращают триптофан в IPA [6], вероятно, посредством триптофандезаминазы. ... IPA также эффективно удаляет гидроксильные радикалы.
Таблица 2. Микробные метаболиты: их синтез, механизмы действия и влияние на здоровье и болезни.
Рисунок 1: Молекулярные механизмы действия индола и его метаболитов на физиологию и заболевание хозяина.

[Melatonin_intermediates-11] Рейтер Р.Дж., Герреро Х.М., Гарсия Дж.Дж., Акунья-Кастровьехо Д. (1998). «Активные промежуточные соединения кислорода, молекулярные повреждения и старение. Связь с мелатонином». Энн. Н-Й акад. Наука . 854 (1): 410–24. Бибкод : 1998NYASA.854..410R . дои : 10.1111/j.1749-6632.1998.tb09920.x . ПМИД 9928448 . S2CID 29333394 .

[C._sporogenes_auxin_synthesis-12] Эттвуд Дж., Ли Д., Пачеко Д., Тавендейл М. (2006). «Продуцирование индольных соединений рубцовыми бактериями, выделенными от пасущихся жвачных животных» . Дж. Прил. Микробиол . 100 (6): 1261–71. дои : 10.1111/j.1365-2672.2006.02896.x . ПМИД 16696673 . S2CID 35673610 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]