stringtranslate.com

Пенициллиум хризогенум

Penicillium chrysogenum (ранее известный как Penicillium notatum ) — вид грибов рода Penicillium . Он распространен в регионах с умеренным и субтропическим климатом и его можно найти в соленых пищевых продуктах, [1] но в основном он встречается в закрытых помещениях, 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] Это источник нескольких β-лактамных антибиотиков , в первую очередь пенициллина . Другие вторичные метаболиты P. chrysogenum включают рокефортин C , мелеагрин , [7] хризогин, [8] 6-MSA , [9] YWA1/меланин, [10] андрастатин А, [11] фунгиспорин , [12] секалоновые кислоты , 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 цитация ] Некоторые бактерии в результате развили противоспособность выживать при воздействии пенициллина, производя пенициллиназы , ферменты, которые расщепляют пенициллин. [ нужна цитация ] 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 гена пенициллина. кластер. [20]

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

Рекомендации

  1. ^ Самсон Р.А., Хубракен Дж., Трэйн 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 I, Расмуссен И.С., Ларсен Л.С. (июнь 2011 г.). «Связь между видами грибов и поврежденными водой строительными материалами». Прил. Окружающая среда. Микробиол . 77 (12): 4180–8. Бибкод : 2011ApEnM..77.4180A. дои : 10.1128/AEM.02513-10. ПМК 3131638 . ПМИД  21531835. 
  3. ^ Самсон Р.А., Хадлок Р., Столк AC (1977). «Таксономическое исследование серии Penicillium chrysogenum ». Антони ван Левенгук . 43 (2): 169–75. дои : 10.1007/BF00395671. PMID  413477. S2CID  41843432.
  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.). «В производстве рокефортина и родственных ему соединений в Penicillium chrysogenum участвует разветвленный путь биосинтеза». 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/AEM.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. ^ Гусман-Чавес Ф., Сало О., Самол М., Райс М., Койперс 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 I (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, Рис М.И., Ланкхорст П.П., ван дер Хувен Р.А., Схоутен 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 в 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. 
  15. ^ ab de Hoog GS, Guarro J, Gené J, Figueras F (2000), Атлас клинических грибов - 2-е издание , Centraalbureau voor Schimmelculturals (Утрехт)
  16. ^ Бём Дж., Хофф Б., О'Горман С.М., Вольферс С., Кликс В., Бингер Д., Задра И., Курнштайнер Х., Поггелер 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. 
  17. ^ Шен Х.Д., Чжоу Х., Там М.Ф., Чанг С.И., Лай ХИ, 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. PMID  14510716. S2CID  28229046.
  18. ^ Рэпер КБ, Том С (1949). Руководство по пенициллиям . Компания Williams & Wilkins (Балтимор).
  19. ^ Мартин Х.Ф., Гутьеррес С., Фернандес Ф.Дж., Веласко Дж., 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. PMID  7847890. S2CID  25327312.
  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 гексануклеотидными последовательностями». 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. PMID  27072635. S2CID  206764457.

Внешние ссылки