Стрептомицеты

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Стрептомицеты
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Актиномицеты
Класс:
Актиномицеты
Порядок:
Streptomycetales Cavalier-Smith 2002
Семейство:
Streptomycetaceae
Род:
Стрептомицеты
Международное научное название
Streptomyces Waksman and Henrici 1943[1]
Типовой вид
Streptomyces albus (Rossi Doria 1891) Waksman and Henrici 1943
Виды

многочисленные, включая:

  • Streptomyces ambofaciens
  • Streptomyces achromogenes
  • Streptomyces avermitilis
  • Streptomyces coelicolor
  • Streptomyces clavuligerus
  • Streptomyces felleus
  • Streptomyces ferralitis
  • Streptomyces filamentosus
  • Streptomyces griseus
  • Streptomyces hygroscopicus
  • Streptomyces lividans
  • Streptomyces noursei
  • Streptomyces scabies
  • Streptomyces somaliensis
  • Streptomyces thermoviolaceus
  • Streptomyces violaceoruber

Стрептомице́ты (лат. Streptomyces) — род актинобактерий из семейства Streptomycetaceae порядка Streptomycetales[1], является самым большим родом семейства (668 видов[1]). Основными средами обитания являются почва и слои морской воды. Известны как продуценты многих антибиотиков[2]. Streptomyces scabies является фитопатогеном — вызывает паршу картофеля[3]; Streptomyces bikiniensis способен вызывать бактериемию человека[4]; известны другие виды, вызывающие заболевания человека. Благодаря выделению летучего соединения — геосмина, имеют характерный «землистый» запах. Описаны в 1943 году Henrici и Зельманом Ваксманом, американским микробиологом и биохимиком, лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине (1952) за «открытие стрептомицина, первого антибиотика, эффективного при лечении туберкулёза».

Геном

Геномы представителей рода Streptomyces представлены линейными, так и кольцевыми двуцепочечными молекулами ДНК. Хромосома Streptomyces coelicolor A3(2) представляет собой линейную молекулу ДНК размером 8667507 п.н., содержащую 7825 гена, кодирующих белки, процент Г+Ц пар составляет 72,1 %[5]. Геном Streptomyces avermitilis также представлен линейной двуцепочечной молекулой ДНК размером 9025608 п.н., содержащую 7581 гена, кодирующих белки, процент % Г+Ц пар составляет 70,7 %[6]. Линейная хромосома Streptomyces scabies имеет размер 10148695 п.н., процент % Г+Ц пар составляет 71,45 %[7]. Геном Streptomyces griseus штамма IFO 13350 имеет размер 8545929 п.н., содержит 7138 предсказанных открытых рамок считывания, процент % Г+Ц пар составляет 72,2 %[8]. Другой необычной особенностью геномов представителей рода Streptomyces, кроме наличия больших линейных хромосом, является наличие линейных же длинных палиндромных плазмид[9], например Streptomyces coelicolor A3(2) имеет две плазмиды SCP1 и SCP2, представляющие собой линейные двуцепочечные молекулы ДНК размером 356023 и 31317 п.н. соответственно, и содержащие соответственно 449 и 40 генов[10].

Использование в биотехнологии

Род Streptomyces является самым крупным родом, синтезирующим антибиотики и используется с 1940—1950 г. в промышленном производстве антибиотиков[11]. Сейчас представители рода Streptomyces активно используются в генной инженерии как хозяева для клонирования и экспрессии чужеродной ДНК[12], так как в клетках Streptomyces происходит корректная упаковка белков и гликозилирование, белок затем секретируется в окружающую среду[13], в отличие от широко используемой для этой цели Escherichia coli[14][15].

Исследователи с использованием Streptomyces синтезировали молекулу POP-FAME на основе которой можно производить авиатопливо[16].

Антибиотики

Представители рода Streptomyces продуцируют большое количество антибиотиков, активных против микроскопических грибков, бактерий и опухолевых клеток.

Антибиотики, активные против микроскопических грибков

Основная статья: Полиеновые антибиотики

Некоторые антибактериальные антибиотики

Некоторые противоопухолевые антибиотики

  • Даунорубицин (продуценты S. peucetius и S. coeruleorubidis)
  • Доксорубицин (продуценты S. coeruleorubidus и S. peucetius)
  • Блеомицин (представляет собой A2-фракцию, изолированную из культуры S. verticillus, содержащую собственно противоопухолевый антибиотик)

Некоторые другие вещества, синтезируемые представителями рода Streptomyces

  • Физостигмин (алкалоид, продуцент S. griseofuscus)
  • Такролимус (иммуносупрессивный препарат, относящийся к группе природных макролидов. Продуцируется S. tsukubaensis)
  • Аллозамидин (ингибитор всех описанных ныне хитиназ семейства 18, проявляет биологическую активность против насекомых, грибов, а также Plasmodium falciparum)

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Genus Streptomyces : [англ.] // LPSN[англ.]. — Leibniz Institute DSMZ[нем.]. (Дата обращения: 17 октября 2020).
  2. ↑ Streptomyces in Nature and Medicine: The Antibiotic Makers — Worthen 63 (2): 273 — Journal of the History of Medicine and Allied Sciences
  3. ↑ Factsheet — Streptomyces scabies. Дата обращения: 22 августа 2008. Архивировано 24 октября 2007 года.
  4. ↑ CDC — Streptomyces bikiniensis Bacteremia. Дата обращения: 4 октября 2017. Архивировано 5 ноября 2009 года.
  5. ↑ S. coelicolor Genome Project. Дата обращения: 22 августа 2008. Архивировано 7 января 2011 года.
  6. ↑ Genome Project of Streptomyces avermitilis_AverGenome. Дата обращения: 22 августа 2008. Архивировано из оригинала 30 апреля 2011 года.
  7. ↑ Streptomyces scabies. Дата обращения: 22 августа 2008. Архивировано 29 июня 2008 года.
  8. ↑ Genome Sequence of the Streptomycin-Producing Microorganism Streptomyces griseus IFO 13350 — Ohnishi et al. 190 (11): 4050 — The Journal of Bacteriology. Дата обращения: 22 августа 2008. Архивировано 26 июля 2008 года.
  9. ↑ Long palindromes formed in Streptomyces by nonrecombinational intra-strand annealing — Genes & Development
  10. ↑ DNA Molecule Information (недоступная ссылка)
  11. ↑ Watve M.G., Tickoo R., Jog M.M., Bhole B.D. How many antibiotics are produced by the genus Streptomyces? (англ.) // Arch. Microbiol. : journal. — 2001. — November (vol. 176, no. 5). — P. 386—390. — doi:10.1007/s002030100345. — PMID 11702082.
  12. ↑ Practical Streptomyces Genetics. Дата обращения: 22 августа 2008. Архивировано из оригинала 1 декабря 2008 года.
  13. ↑ ScienceDirect — Trends in Biotechnology : Heterologous biopharmaceutical protein expression in Streptomyces (недоступная ссылка)
  14. ↑ ScienceDirect — Current Opinion in Biotechnology : Streptomyces: a host for heterologous gene expression (недоступная ссылка)
  15. ↑ SpringerLink — Journal Article (недоступная ссылка)
  16. ↑ Pablo Cruz-Morales, Kevin Yin, Alexander Landera, John R. Cort, Robert P. Young, Jennifer E. Kyle, Robert Bertrand, Anthony T. Iavarone, Suneil Acharya, Aidan Cowan, Yan Chen, Jennifer W. Gin, Corinne D. Scown, Christopher J. Petzold, Carolina Araujo-Barcelos, Eric Sundstrom, Anthe George, Yuzhong Liu, Sarah Klass, Alberto A. Nava, Jay D. Keasling. Biosynthesis of polycyclopropanated high energy biofuels (англ.) // Joule. — 2022. — doi:10.1016/j.joule.2022.05.011.
  17. ↑ H. T. Dulmage. The production of neomycin by Streptomyces fradiae in synthetic media // Applied Microbiology. — March 1953. — Т. 1, вып. 2. — С. 103—106. — ISSN 0003-6919. Архивировано 25 мая 2018 года.
  18. ↑ J. Distler, A. Ebert, K. Mansouri, K. Pissowotzki, M. Stockmann. Gene cluster for streptomycin biosynthesis in Streptomyces griseus: nucleotide sequence of three genes and analysis of transcriptional activity // Nucleic Acids Research. — 1987-10-12. — Т. 15, вып. 19. — С. 8041—8056. — ISSN 0305-1048. Архивировано 25 мая 2018 года.
  19. ↑ Tetracyclines in biology, chemistry, and medicine. — Basel: Birkhauser Verlag, 2001. — x, 336 pages с. — ISBN 9783764362829.
  20. ↑ U. Peschke, H. Schmidt, H. Z. Zhang, W. Piepersberg. Molecular characterization of the lincomycin-production gene cluster of Streptomyces lincolnensis 78-11 // Molecular Microbiology. — June 1995. — Т. 16, вып. 6. — С. 1137—1156. — ISSN 0950-382X. Архивировано 25 мая 2018 года.
  21. ↑ Tom S. S. Chen, Ching-Jer Chang, Heinz G. Floss. Biosynthesis of boromycin // The Journal of Organic Chemistry. — 1981-06-01. — Т. 46, вып. 13. — С. 2661—2665. — ISSN 0022-3263. — doi:10.1021/jo00326a010.

Ссылки