Streptomyces antibioticus (ранее известный как Actinomyces antibioticus ) — грамположительная бактерия, открытая в 1941 году лауреатом Нобелевской премии Селманом Ваксманом и Х. Бойдом Вудраффом . [1] [2] Её название происходит от греческого «strepto-», что означает «скрученный», что указывает нацепочечное спорообразование этого рода , [3] и « antibioticus », что указывает на обширное производство антибиотиков этим видом . [ 2 ] После первой характеристики было отмечено, что S. antibioticus производит отчетливый запах почвы. [2]
Streptomyces antibioticus был открыт Селманом Ваксманом и Х. Бойдом Вудраффом, которые назвали бактерию Actinomyces antibioticus. [2] В своей публикации 1941 года Ваксман и Вудрафф описывают использование ими «метода бактериального агара», в котором они смешивали суспензию E. coli с промытым агаром, содержащим 1,5% NaCl и 0,5% K 3 PO 4 . [2] К этой смеси они добавляли «свежую полевую или садовую почву», разбавленную стерильной водопроводной водой, и высевали на чашки свою окончательную смесь. [2] Они пришли к выводу, что «бактериальные антагонисты», то есть организмы, продуцирующие антибиотики , будут образовывать прозрачные пятна на агаре. [2] С помощью этого метода они выделили и охарактеризовали Actinomyces antibioticus . [2] Два года спустя Ваксман переименовал организм в Streptomyces antibioticus. [3]
Streptomyces antibioticus принадлежит к семейству Streptomycetacae [3] , которое содержит два других рода: Micromonospora [3] и Kitasatospora [4] . Филогения на основе гена 16S рРНК показывает, что в пределах клады Streptomyces вид S. antibioticus более тесно связан со Streptomyces griseorubor, чем с любым другим видом Streptomyces [5] . Одно исследование показало, что эти два вида образуют поздно расходящуюся кладу в пределах филогенетического дерева рода Streptomyces [5] .
GenBank NCBI содержит тысячи последовательностей ДНК для генов S. antibioticus , частичные последовательности генома и три полные последовательности генома. [6] В настоящее время доступные геномы S. antibioticus имеют размер от 8 до 10 миллионов пар оснований. [ 6] Как и у других представителей актиномицетов , геном S. antibioticus , как известно, имеет высокое содержание GC (>55%). [1]
Виды Streptomyces производят дифференцированные , ветвистые структуры, известные как гифы , которые в совокупности составляют мицелий организма (множественное число мицелий). [7] Для Streptomyces antibioticus , как и для других видов Streptomyces , мицелий можно разделить на два типа: воздушный и субстратный. [7] Субстратный мицелий формируется для вегетативного роста, тогда как воздушный мицелий формируется с целью производства спор. [7] Воздушные гифы разветвляются от субстратного мицелия и впоследствии дифференцируются в цепочки спор. [7]
Streptomyces antibioticus , как известно, является аэробным микроорганизмом, который обитает в почвенных сообществах. [3] Было показано, что S. antibioticus растет при температуре в диапазоне 28–37 °C. [2] Как актиномицет, этот микроб, как предполагается, ведет себя как мезофил в лабораторных условиях, имея оптимальную температуру роста в диапазоне 25–30 °C. [1] Как член рода Streptomyces , S. antibioticus , как предполагается, живет за счет органического вещества в почве и обладает способностью разлагать крупные полимеры, такие как хитин и кератин . [1] Было показано, что S. antibioticus растет на нескольких типах сред, включая желатин , лакмусовое молоко , агар Чапека и пептонную среду. [2]
Уникальной чертой Streptomyces antibioticus является его способность производить несколько антибиотиков разных классов. [8] [9] После его открытия было обнаружено, что S. antibioticus производит новое на тот момент вещество под названием актиномицин . [2] Затем это вещество было разделено на два соединения: актиномицин А и актиномицин В. [2] Было обнаружено, что актиномицин А обладает высокой бактериостатической активностью (подавляет бактерии) в отношении всех бактерий, с которыми он был протестирован. [2] Актиномицин В проявил небольшую бактериостатическую активность, но показал высокую бактерицидность (убивает бактерии), особенно в отношении грамположительных бактерий. [2] Известно также, что актиномицин проявляет противогрибковые свойства. [2]
Антибиотик боромицин также вырабатывается S. antibioticus . [10] Это соединение было впервые выделено из штамма S. antibioticus , обнаруженного в образце африканской почвы. [10] Боромицин активен против грамположительных бактерий, но неактивен против грамотрицательных бактерий. [10] Было также показано, что боромицин обладает противогрибковыми и противопротозойными свойствами. [10]
Некоторые штаммы Streptomyces antibioticus продуцируют антибиотики, которые еще не получили названия и не были тщательно охарактеризованы, например, упомянутый в исследовании 1998 года из Калькуттского университета . [9] Было обнаружено, что описанный антибиотик проявляет антимикробную активность против грамотрицательных бактерий, грамположительных бактерий и патогенных грибов. [9]
В дополнение к производству антибиотиков, было обнаружено, что один штамм S. antibioticus побуждает другой вид Streptomyces производить антибиотики. [11] Исследования, проведенные Ли и др. из Университета Осаки, изучали штамм S. antibioticus , который производил молекулу, способную побуждать организм Streptomyces virginiae производить антибиотик виргиниамицин . [11]
В настоящее время бактериальные заболевания остаются существенной причиной смерти во всем мире. [12] Чтобы еще больше усугубить эту проблему, постоянно растет число обнаруженных штаммов бактерий, устойчивых к антибиотикам , что повышает спрос на новые антибиотики. [12] В настоящее время более двух третей антибиотиков, назначаемых в клинике, производятся видами рода Streptomyces . [12] С недавним появлением полных геномных последовательностей виды Streptomyces , известные тем, что производят антибиотики, изучаются на предмет потенциальных новых антибиотиков, которые могут присутствовать в их геномах, но еще не охарактеризованы. [13]