Jump to content

Салиниспора

Салиниспора
Штамм S. arenicola TM223-S2
Научная классификация Изменить эту классификацию
Домен: Бактерии
Тип: Актиномицетота
Сорт: Актиномицетия
Заказ: Микромоноспоралы
Семья: Микромоноспоровые
Род: Салиниспора
Мальдонадо и др. 2005 г.
Типовой вид
Салиниспора ареникола
Мальдонадо и др. 2005 г.
Разновидность [ 1 ]

Salinispora — род облигатно аэробных , грамположительных , некислотоустойчивых бактерий, принадлежащих к семейству Micromonosporaceae . Они гетеротрофны , неподвижны и облигатно растут в условиях высокой осмотической / ионной силы . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Это первый идентифицированный род грамположительных бактерий, которому для выживания необходима высокая осмотическая/ионная сила. [ 2 ] Они широко распространены в тропических морских отложениях и впервые были обнаружены в 2002 году. [ 2 ] Этот род бактерий имеет потенциальное биотехнологическое значение благодаря производству новых вторичных метаболитов , которые можно использовать в фармацевтических целях. [ 5 ]

Есть девять известных видов, которые относятся к роду Salinispora, включая более изученные S. arenicola , S. tropica и S. pacifica . [ 6 ] [ 7 ] Клада, первоначально включавшая только S. pacifica, в 2020 году была подвергнута дополнительному сравнительному геномному анализу и выявила еще шесть видов. [ 6 ] Дифференциация этих видов, вероятно, является результатом дифференциации ниш, а не аллопатрического видообразования из-за совместного возникновения видов. [ 8 ] Несмотря на высокое сходство последовательностей геномов Salinispora (>99% идентичности последовательностей 16S рРНК), были определены видовые и штаммовые различия между кластерами и продуктами биосинтетических генов. [ 9 ] [ 10 ]

Характеристики

[ редактировать ]

Представители Salinispora представляют собой грамположительные нитчатые бактерии, образующие сильно разветвленные гифы со спорами с гладкой поверхностью , которые могут встречаться группами или поодиночке. [ 4 ] Во время спорообразования споры могут распространяться из коротких спороносных выростов (спорофоры) или непосредственно из основания (сидячие). [ 3 ] [ 4 ] Они производят целый ряд пигментов, включая темно-коричневый, черный, оранжевый и розовый. [ 2 ] Вероятно, они проводят значительное количество времени на стадии покоя в виде спор. [ 11 ] [ 12 ] с гораздо большей численностью и распределением спор относительно растущих особей. В культуре было показано, что они преимущественно растут в верхних слоях отложений, где наблюдалось цветение на границе раздела отложений и морской воды. [ 12 ]

Salinispora — первый идентифицированный род грамположительных бактерий, для выживания которого требуется среда с высокой осмотической/ионной силой. [ 2 ] Однако было показано, что концентрации натрия, наблюдаемые в морской среде, можно заменить калием и литием. [ 13 ] Требуемая ионная сила различается у разных видов Salinispora , но, вероятно, связана с потерей транспортера mscL в клеточных мембранах у всех видов. [ 13 ] [ 14 ]

Виды и штаммы Salinispora производят широкий спектр вторичных метаболитов. Вполне вероятно, что кластеры биосинтетических генов, продуцирующие эти вторичные метаболиты, изначально были приобретены посредством горизонтального переноса генов , что потенциально объясняет высокое сходство последовательностей между видами и штаммами. [ 10 ] [ 15 ] Широкий спектр различных биосинтетических генных продуктов, возможно, также способствовал дифференциации ниш. Большое производство определенных вторичных метаболитов видов/штаммов свидетельствует о их важности для выживания бактерий и потенциально может быть использовано для идентификации конкретных видов и штаммов внутри рода Salinispora . [ 16 ] [ 17 ]

Текущие Salinispora места отбора проб

Распределение

[ редактировать ]

Salinispora обычно встречаются в тропических и субтропических прибрежных морских отложениях Атлантического, Тихого и Индийского океанов. [ 11 ] [ 18 ] Они были обнаружены на глубине до 5699 м (не установлено, активно ли они растут или споры) и подтверждено, что они растут на глубинах до 1100 м. [ 11 ] [ 12 ] Может ли их распространение включать более высокие широты или почему они ограничиваются экваториальными областями, пока неизвестно. Кроме того, их распространение может не ограничиваться отложениями, поскольку они также были выделены из губок и морских водорослей.

Большинство изолятов S. tropica было изолировано в Карибском бассейне, тогда как остальные были идентифицированы во всех трех океанах, причем S. arenicola является наиболее распространенным в географическом отношении. [ 19 ]

Фармацевтическое значение

[ редактировать ]

Salinispora использовалась в качестве модели для анализа данных о последовательностях генома с целью дальнейшего выявления путей биосинтеза бактерий. Это было неотъемлемой частью исследований по использованию натуральных микробных продуктов в качестве средства открытия традиционных натуральных продуктов и потенциальных новых лекарств. [ 3 ] Изучая историю эволюции и разнообразие этого рода, исследователи смогли раскрыть механизмы, лежащие в основе стратегий, которые бактерии используют для создания химического разнообразия и производства разнообразных вторичных метаболитов. [ 3 ] [ 17 ] Эти различные новые вторичные метаболиты видов Salinispora были идентифицированы как потенциально фармацевтически ценные. Виды Salinispora можно отличить по натуральным продуктам, которые производит каждый вид. [ 20 ]

Salinispora arenicola Вторичные метаболиты

[ редактировать ]

Вторичные метаболиты Salinispora arenicola имеют широкий спектр фармацевтических применений. Существует более 20 природных соединений, которые можно выделить из Salinispora arenicola (например, аренамиды, арениколиды, аренимицины или салиниспорамицин). Потенциальные возможности применения этих соединений обширны. Более девяти соединений связаны с ингибированием раковых клеток или предшественников рака; другие соединения продемонстрировали антибиотические свойства в отношении резистентных бактерий, дрожжей и грибов. Циклоапептиды могут быть потенциальным средством лечения астмы , поскольку они слегка токсичны для фибробластов легких — клеток легких человека, ответственных за воспаление. Другие соединения могут быть использованы для лечения отравления тяжелыми металлами или снижения уровня холестерина. [ 20 ]

Salinispora pacifica Вторичные метаболиты

[ редактировать ]

Хотя список выявленных природных соединений Salinispora pacifica не так обширен, как у S. arenicola , потенциальное фармацевтическое использование этих метаболитов представляет большой интерес. Некоторые метаболиты эффективны в подавлении роста рака. Цианоспоразиды, [ 21 ] например, было обнаружено, что они являются потенциальным ингибитором рака толстой кишки человека. Другие метаболиты можно использовать в качестве антиоксидантов или антибиотиков. [ 20 ] Этот вид также включает некоторые метаболиты, которые могут действовать как иммунодепрессанты. Было обнаружено, что микаламид А является потенциальным противовирусным, противоопухолевым и даже возможным средством лечения ВИЧ, поскольку он ингибирует активацию предпочтительных Т-клеток- хозяев ВИЧ . [ 22 ] Пасификаноны А и Б [ 23 ] другие метаболиты, обладающие иммунодепрессивной способностью и возможные применения при лечении аллергии.

Ломаивицины А и В

[ редактировать ]

Salinispora pacifica продуцирует семейство цитотоксических вторичных метаболитов , называемых ломаивитицинами. Это были первые соединения, выделенные из рода Salinispora , структуры которых были опубликованы в 2001 году. Первоначально сообщалось, что штамм-продуцент бактерий представлял собой новый Micromonospora вид «Micromonospora lomaivitiensis» с предложенным названием . Дальнейший анализ последовательности генов показал, что на самом деле это был штамм S. pacifica. [ 5 ]

Ломаивицины представляют собой ароматические поликетиды семейства ангуциклинов и имеют диазогруппу , аналогичную кинамицинам . [ 24 ] Существует два класса этого природного продукта: ломаивитицин А и ломаивитицин В. Оба класса демонстрируют мощную активность, повреждающую ДНК, и обладают высокой цитотоксичностью в отношении раковых клеток человека. Ломаивитицин А, в частности, обладает наибольшей активностью и является наиболее распространенным из двух. [ 25 ]

Благодаря своей уникальной молекулярной архитектуре и биологической активности ломаивитицины являются идеальным природным продуктом для химического синтеза . Однако, несмотря на интерес, проявленный сообществом синтетической химии, полный синтез ломаивитицинов еще не достигнут, а ферментативная химия, связанная со сборкой ломаивитицина, еще не была широко исследована. [ 26 ] Изучив их отличительную структуру, предполагается, что синтез этого продукта приведет ко многим новым ферментативным преобразованиям. Помимо открытия новых аналогов посредством метаболической инженерии или химиоферментного синтеза , дальнейшие исследования могут открыть применимые инструменты для биокатализа и метаболической инженерии. [ 24 ] [ 26 ]

Salinispora tropica Вторичные метаболиты

[ редактировать ]

Количество вторичных метаболитов, идентифицированных и выделенных у Salinispora tropica, меньше, чем у двух других видов. Однако фармацевтическая и клиническая значимость этих метаболитов гораздо выше. На данный момент салиноспорамид является наиболее успешным вторичным метаболитом Salinisopora с клинической точки зрения. Его уже прошли испытания на людях, и было доказано, что он является сильным противораковым средством. [ 27 ] Salinispora tropica также производит антипротеалид, еще один противораковый агент, который потенциально является самым сильным ингибитором рака в списках вторичных метаболитов Salinospora. Это природное соединение является очень мощным цитотоксином для клеток миеломы. [ 28 ]

  1. ^ «Род Salinispora » . Список названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN) . Институт Лейбница DSMZ-Немецкая коллекция микроорганизмов и клеточных культур GmbH.
  2. ^ Jump up to: а б с д и Минсер Т.Дж., Дженсен П.Р., Кауфман К.А., Феникал В. (октябрь 2002 г.). «Широко распространенные и устойчивые популяции основного нового таксона морских актиномицетов в океанических отложениях» . Прикладная и экологическая микробиология . 68 (10): 5005–5011. Бибкод : 2002ApEnM..68.5005M . doi : 10.1128/aem.68.10.5005-5011.2002 . ПМК   126404 . ПМИД   12324350 .
  3. ^ Jump up to: а б с д Мальдонадо Л.А., Феникал В., Дженсен П.Р., Кауфман К.А., Минсер Т.Дж., Уорд А.С. и др. (сентябрь 2005 г.). «Salinispora arenicola gen. nov., sp. nov. и Salinispora tropica sp. nov., облигатные морские актиномицеты, принадлежащие к семейству Micromonosporaceae» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 55 (Часть 5): 1759–1766. дои : 10.1099/ijs.0.63625-0 . ПМИД   16166663 .
  4. ^ Jump up to: а б с Дженсен П.Р., Мальдонадо Л.А., Гудфеллоу М. (14 сентября 2015 г.). «Салиниспора». Руководство Берги по систематике архей и бактерий : 1–10. дои : 10.1002/9781118960608.gbm00151 . ISBN  9781118960608 .
  5. ^ Jump up to: а б Дженсен П.Р., Мур Б.С., Феникал В. (май 2015 г.). «Морской род актиномицетов Salinispora: модельный организм для открытия вторичных метаболитов» . Отчеты о натуральных продуктах . 32 (5): 738–751. дои : 10.1039/C4NP00167B . ПМЦ   4414829 . ПМИД   25730728 .
  6. ^ Jump up to: а б Роман-Понсе Б., Миллан-Агиньяга Н., Гильен-Матус Д., Чейз А.Б., Джиниджини Дж.Г., Соапи К. и др. (август 2020 г.). «Шесть новых видов облигатных морских актинобактерий Salinispora , Salinispora cortesiana sp. nov., Salinispora fenicalii sp. nov., Salinispora Goodfellowii sp. nov., Salinispora mooreana sp. nov., Salinispora Oceanensis sp. nov. и Salinispora viti sp. ноябрь и дополненное описание рода Salinispora » . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 70 (8): 4668–4682. дои : 10.1099/ijsem.0.004330 . ПМК   7660244 . ПМИД   32701422 .
  7. ^ Миллан-Эгг Н., Чаваррия К.Л., Угальде Дж.А., Летцель А.С., Роуз Г.В., Дженсен П.Р. (июнь 2017 г.). «Филогеномный взгляд на видовые обозначения Salinispora (бактерий, актинобактерий)» . Научные отчеты 7 (1): 3564. Бибкод : 2017НатСР... 7.3564M дои : 10.1038/ s41598-017-02845-3 ПМК   5472633 . ПМИД   28620214 .
  8. ^ Дженсен П.Р., Мафнас С. (ноябрь 2006 г.). «Биогеография морского актиномицета Salinispora» . Экологическая микробиология . 8 (11): 1881–1888. дои : 10.1111/j.1462-2920.2006.01093.x . ПМИД   17014488 .
  9. ^ Бауэрмейстер А., Веласко-Альзате К., Диас Т., Маседо Х., Феррейра Э.Г., Хименес ПК и др. (11 декабря 2018 г.). «Метаболомный отпечаток пальцев Salinispora с островов Атлантического океана» . Границы микробиологии . 9 : 3021. doi : 10.3389/fmicb.2018.03021 . ПМК   6297358 . ПМИД   30619120 .
  10. ^ Jump up to: а б Дженсен П.Р., Уильямс П.Г., О, округ Колумбия, Зейглер Л., Феникал В. (февраль 2007 г.). «Продуцирование видоспецифичных вторичных метаболитов морскими актиномицетами рода Salinispora » . Прикладная и экологическая микробиология . 73 (4): 1146–1152. Бибкод : 2007ApEnM..73.1146J . дои : 10.1128/АЕМ.01891-06 . ПМК   1828645 . ПМИД   17158611 .
  11. ^ Jump up to: а б с Прието-Даво А., Вильярреал-Гомес Л.Дж., Форшнер-Данкоуз С., Булл А.Т., Стах Дж.Е., Смит Д.К. и др. (июнь 2013 г.). «Целевой поиск актиномицетов из прибрежных и глубоководных морских отложений» . ФЭМС Микробиология Экология . 84 (3): 510–518. дои : 10.1111/1574-6941.12082 . ПМК   3654085 . ПМИД   23360553 .
  12. ^ Jump up to: а б с Минсер Т.Дж., Феникал В., Дженсен П.Р. (ноябрь 2005 г.). «Культурно-зависимое и культурно-независимое разнообразие в пределах рода облигатных морских актиномицетов Salinispora» . Прикладная и экологическая микробиология . 71 (11): 7019–7028. Бибкод : 2005ApEnM..71.7019M . дои : 10.1128/АЕМ.71.11.7019-7028.2005 . ПМЦ   1287694 . ПМИД   16269737 .
  13. ^ Jump up to: а б Цуенг Г., Лам К.С. (май 2010 г.). «Предварительное исследование потребности роста морских актиномицетов Salinispora в одновалентных катионах, двухвалентных катионах и средней ионной силе». Прикладная микробиология и биотехнология . 86 (5): 1525–1534. дои : 10.1007/s00253-009-2424-7 . ПМИД   20084507 . S2CID   26775348 .
  14. ^ Букари С.А., Пенн К., Пол Л., Феникал В., Дженсен П.Р. (июнь 2012 г.). «Генетическая комплементация облигатной морской актинобактерии Salinispora tropica геном большого механочувствительного канала mscL спасает клетки от осмотического шока» . Прикладная и экологическая микробиология . 78 (12): 4175–4182. Бибкод : 2012ApEnM..78.4175B . дои : 10.1128/aem.00577-12 . ПМЦ   3370544 . ПМИД   22492446 .
  15. ^ Нетт М., Мур Б.С. (май 2009 г.). «Исследование и разработка путей биосинтеза морских актиномицетов Salinispora tropica» . Чистая и прикладная химия . 81 (6): 1075–1084. doi : 10.1351/PAC-CON-08-08-08 . ISSN   1365-3075 . S2CID   97624337 .
  16. ^ Бозе Ю, Хевавитхарана А.К., Видген М.Э., Нг Ю.К., Шоу П.Н., Фюрст Дж.А., Ходсон, член парламента (12 марта 2014 г.). Чатурведи В. (ред.). «Обнаружение малоизученного спектра вторичного метаболома видов Salinispora: исследование межвидового разнообразия» . ПЛОС ОДИН . 9 (3): e91488. Бибкод : 2014PLoSO...991488B . дои : 10.1371/journal.pone.0091488 . ПМЦ   3951395 . ПМИД   24621594 .
  17. ^ Jump up to: а б Цимерт Н., Лехнер А., Витц М., Миллан-Агиньяга Н., Чаваррия К.Л., Йенсен П.Р. (март 2014 г.). «Разнообразие и эволюция вторичного метаболизма морских актиномицетов рода Salinispora» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (12): Е1130–Е1139. Бибкод : 2014PNAS..111E1130Z . дои : 10.1073/pnas.1324161111 . ПМЦ   3970525 . ПМИД   24616526 .
  18. ^ Дженсен П.Р., Мафнас С. (ноябрь 2006 г.). «Биогеография морского актиномицета Salinispora » . Экологическая микробиология . 8 (11): 1881–1888. дои : 10.1111/j.1462-2920.2006.01093.x . ПМИД   17014488 .
  19. ^ Фрил К.К., Эдлунд А., Дженсен П.Р. (февраль 2012 г.). «Микроразнообразие и доказательства высокой скорости распространения морского актиномицета Salinispora pacifica » . Экологическая микробиология . 14 (2): 480–493. дои : 10.1111/j.1462-2920.2011.02641.x . ПМК   3272088 . ПМИД   22117917 .
  20. ^ Jump up to: а б с Ким Х, Ким С, Ким М, Ли С, Ян И, Нам СДж (декабрь 2020 г.). «Биоактивные натуральные продукты из рода Salinospora: обзор». Архивы фармацевтических исследований . 43 (12): 1230–1258. дои : 10.1007/s12272-020-01288-1 . ПМИД   33237436 . S2CID   227166135 .
  21. ^ Керстен Р.Д., Лейн А.Л., Нетт М., Рихтер Т.К., Дагган Б.М., Доррестейн ПК, Мур Б.С. (май 2013 г.). «Интеллектуальный анализ генома, основанный на биоактивности, выявил кластер генов биосинтеза ломаивитицина в Salinispora tropica» . ХимБиоХим . 14 (8): 955–962. дои : 10.1002/cbic.201300147 . ПМЦ   3755882 . ПМИД   23649992 .
  22. ^ Ян К.С., Цзи Д.С., Чжэн Х., Гу Ю, Сюй П.Ф. (март 2022 г.). «Органокаталитическая реакция Дильса-Альдера с обратным электронным спросом между 5-алкенилтиазолонами и β,γ-ненасыщенными карбонильными соединениями». Химические коммуникации . 58 (26): 4227–4230. дои : 10.1039/D2CC00457G . PMID   35285468 . S2CID   247275008 .
  23. ^ О, округ Колумбия, Гонтанг Э.А., Кауфман Калифорния, Дженсен П.Р., Феникал В. (апрель 2008 г.). «Салинипироны и пацификаноны, поликетиды смешанного предшественника из морского актиномицета Salinispora pacifica» . Журнал натуральных продуктов . 71 (4): 570–575. дои : 10.1021/np0705155 . ПМК   2820078 . ПМИД   18321059 .
  24. ^ Jump up to: а б Янсо Дж.Э., Халтли Б.А., Эустакио А.С., Куловски К., Вальдман А.Дж., Жа Л. и др. (июль 2014 г.). «Открытие кластера генов биосинтеза ломаивитицина у Salinispora pacifica » . Тетраэдр . Премия молодого исследователя «Тетраэдр» 2014 г. Дивергентная стратегия позволяет синтезировать три архитектурно различных энт-каураноида из γ-циклогераниола Сары Э. Рейсман. 70 (27–28): 4156–4164. дои : 10.1016/j.tet.2014.03.009 . ПМК   4101813 . ПМИД   25045187 .
  25. ^ Хе Х., Дин В.Д., Бернан В.С., Ричардсон А.Д., Ирландия К.М., Гринштейн М. и др. (июнь 2001 г.). «Ломаивицины А и В, мощные противоопухолевые антибиотики из Micromonospora lomaivitiensis». Журнал Американского химического общества . 123 (22): 5362–5363. дои : 10.1021/ja010129o . ПМИД   11457405 .
  26. ^ Jump up to: а б Аханта С (2009). Исследования по синтезу ломайвитицинов А и В и энглерина А (кандидатская диссертация). Сент-Луис, Миссури: Вашингтонский университет. OCLC   671642940 .
  27. ^ Чаухан Д., Кэтли Л., Ли Г., Подар К., Хидесима Т., Веланкар М. и др. (ноябрь 2005 г.). «Новый перорально активный ингибитор протеасом индуцирует апоптоз в клетках множественной миеломы с механизмами, отличными от бортезомиба» . Раковая клетка . 8 (5): 407–419. дои : 10.1016/j.ccr.2005.10.013 . ПМИД   16286248 .
  28. ^ Манам Р.Р., Мачерла В.Р., Цуенг Г., Дринг К.В., Вайс Дж., Нойтбум С.Т. и др. (февраль 2009 г.). «Антипротеалид – натуральный продукт». Журнал натуральных продуктов . 72 (2): 295–297. дои : 10.1021/np800578e . ПМИД   19133779 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: dd086d956fd1f9e4e9e840a41cf58c35__1704795960
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/dd/35/dd086d956fd1f9e4e9e840a41cf58c35.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Salinispora - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)