Археоцин — это название нового типа потенциально полезного антибиотика , полученного из группы организмов Archaea . [1] Восемь археоцинов были частично или полностью охарактеризованы, но считается, что существуют сотни археоцинов, особенно в пределах галоархей . Производство этих архейных белковых антимикробных веществ является почти универсальной особенностью палочковидных галоархей. [2]
Распространенность археоцинов у других членов этого домена неизвестна просто потому, что никто их не искал. Открытие новых археоцинов зависит от извлечения и культивирования архейных организмов из окружающей среды. Например, образцы из нового гиперсоленого полевого участка Wilson Hot Springs в Национальном заповеднике дикой природы Fish Springs в восточной части штата Юта [3] извлекли 350 галофильных организмов; предварительный анализ 75 изолятов показал, что 48 из них были архейными , а 27 — бактериальными. [4]
Галоцины классифицируются как пептидные (≤ 10 кДа ; «микрогалоцины») или белковые (> 10 кДа) антибиотики, продуцируемые членами архейного семейства Halobacteriaceae . На сегодняшний день все известные гены галоцинов закодированы на мегаплазмидах (> 100 т.п.н. ) и обладают типичными для галоархей TATA и BRE промоторными областями. Транскрипты галоцинов не имеют лидера, а транслированные препротеины или препропротеины, скорее всего, экспортируются с использованием пути двойной транслокации аргинина (Tat), поскольку сигнальный мотив Tat (два соседних остатка аргинина) присутствует в пределах аминоконца . Гены галоцинов почти повсеместно экспрессируются при переходе между экспоненциальной и стационарной фазами роста; единственным исключением является галоцин H1, который индуцируется во время экспоненциальной фазы. Напротив, более крупные галоциновые белки термолабильны и, как правило, облигатно галофильны, поскольку они теряют свою активность (или активность снижается) при обессоливании. [ необходима цитата ]
В настоящее время пять пептидных галоцинов частично или полностью охарактеризованы на белковом и/или генетическом уровнях: HalS8, HalR1, HalC8, HalH7 и HalU1. Эти антимикробные пептиды имеют молекулярную массу от ~3 до 7,4 кДа и состоят из 36–76 аминокислотных остатков. Два из микрогалоцинов (HalS8 и HalC8) производятся путем протеолитического расщепления более крупного препропротеина неизвестным механизмом. Микрогалоцины — это гидрофобные пептиды, которые остаются активными даже при обессоливании и/или хранении при 4 °C и довольно нечувствительны к теплу и органическим растворителям. Первым охарактеризованным микрогалоцином был HalS8, [5], произведенный неохарактеризованной галоархеей S8a, выделенной из Большого Соленого озера, штат Юта, США. [4]
Два из них можно классифицировать как белковые галоцины: HalH1 и HalH4; молекулярные массы остальных галоцинов еще предстоит выяснить. Галоцин H1 продуцируется Hfx. mediterranei M2a (ранее штамм Xia3), выделенным из солнечной солеварни недалеко от Аликанте, Испания . Это белок массой 31 кДа, который является термолабильным, теряет активность при опреснении и демонстрирует широкий спектр ингибирования в галоархеях. Галоцин H1 еще предстоит охарактеризовать на белковом и генетическом уровнях. Напротив, HalH4, продуцируемый Hfx. mediterranei R4 (ATCC 33500), также выделенным из солнечной солеварни недалеко от Аликанте, Испания, был первым обнаруженным галоцином. [6] Молекулярная масса зрелого белка HalH4 составляет 34,9 кДа (359 аминокислот), он получен из препротеина массой 39,6 кДа; механизм обработки неизвестен. Галоцин H4 является археолитическим галоцином и адсорбируется на чувствительных клетках Hbt. salinarum , где он может нарушать проницаемость мембраны. [4]
Археоцины, продуцируемые Sulfolobus , полностью отличаются от галоцинов, поскольку их активность преимущественно связана с клетками, а не с супернатантом. На сегодняшний день спектр активности сульфолобицина, по-видимому, ограничен другими представителями Sulfolobales: сульфолобицин ингибировал S. solfataricus P1, S. shibatae B12 и шесть непродуцирующих штаммов S. islandicus . Активность, по-видимому, археоцидная, но не археолитическая. [4] Два гена, участвующие в продукции сульфолобицина, были идентифицированы у S. acidocaldarius и S. tokodaii. Сульфолобицины, по-видимому, представляют собой новый класс антимикробных белков. [7]