Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Обратите внимание!
 
  Наука >> Медицина | Обзорные статьи
 Написать комментарий  Добавить новое сообщение

Бактериоцины. Образование, свойства, применение

Егоров Н.С., Баранова И.П.

Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

АНТИБИОТИКИ И ХИМИОТЕРАПИЯ, 1999-N6, стр. 33-40.

В начало...


Многие бактерии синтезируют антибиотические вещества белково-пептидной природы, убивающие родственные виды или штаммы или тормозящие их рост, или имеющие более широкий спектр антибактериального действия. Эти вещества с весьма специфическим действием получили название бактериоцинов, биосинтез которых кодируется особыми плазмидами и происходит в большинстве случаев на рибосомах. Бактериоцины - это наиболее высокомолекулярные антибиотики. Так, например, колицины имеют молекулярную массу 50000-90000 Да.

Бактериоциногения - биологический феномен, широко распространенный в природе и связанный с антагонизмом у бактерий. Исследования последних лет позволили выделить в самостоятельную категорию явлений антагонистическую активность микроорганизмов, характеризующуюся синтезом белковоподобных антибактериальных веществ с ограниченным диапазоном активности. Считают, что с практической точки зрения эти антибактериальные препараты, действующие на микрофлору избирательно, могут использоваться для нормализации микробного ценоза при некоторых патологиях у человека и животных [1].

Некоторые авторы считают, что бактериоциногения - явление закономерное для большинства, если не для всех видов бактерий, а отсутствие сведений объясняется недостатком исследований. В отличие от известных антибиотиков бактериоцины имеют сравнительно узкий спектр действия, т.к. активны против бактерий того же или филогенетически родственных видов. Особенно это характерно для веществ, выделенных из грамотрицательных бактерий. Для бактериоцинов грамположительных бактерий характерен более широкий спектр действия [1].

Бактериоцины, образуемые грамположительные бактериями

Образование бактериоцинов установлено у следующих родов грамположительных бактерий:

Bacillus, Clostridium, Strеptococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, Staphylococcus, Micrococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Sarcina, а также у Streptomyces, которые синтезируют бактериоциноподобные соединения [2].

Бактериоцины, продуцируемые молочнокислыми бактериями, и их применение

Молочнокислые бактерии образуют широкий спектр бактериоцинов: курвацин, диацетин, лактококцин, ацидоцин, лактоцин, плантацин, плантарицин и др. (табл. 1). Бактериоцины из молочнокислых бактерий разделяют на две группы. Представители первой группы характеризуются узким спектром антибактериального действия - вызывают гибель организмов, близких к организму-продуценту. В эту группу входят лактоцин В и F-27, амиловорин, педиоцин N5P, теpмофилин А, курвацин А, амиловорин L471, энтерококцин. Бактериоцины, относящиеся ко второй группе, ингибируют рост многих видов грамположительных микроорганизмов, в том числе Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum, Clostridium sporogenes, Staphylococcus aureus, Pediococcus acidilactici, Bacillus spp., Enterococcus faecalis [3]. Перечисленные бактерии вызывают порчу пищевых продуктов, среди них есть и патогенные виды. К бактериоцинам второй группы относятся: педиоцин А, ацидоцин В, диацетин В-1, курвацин FS47, лактицин 3147, плантарицин С, энтерококцины, саливарцин, низин, саркацин 674, мутацин. Показано, что большая часть этих бактериоцинов не токсична и не иммуногенна.

Таблица 1. Бактериоцины, образуемые грамположительными бактериями
Название Продуцент
Амиловорин 471 Lactobacillus amylovorus 471119
Ацидоцин В Lactobacillus acidophilus
Баварицин МN Lactobacillus bavaricus MN
Бактериоцин Streptococcus salivarius subsp. thermophilus
Бактериоцин N5 Bifidobacterium sp.
Бактериоцин РА-1 Pediococcus acidilactici
Вариацин Lactococcus lactis
Галлидермин Staphylococcus gallinarum
Диацетин В-1 Lactococcus lactis
Kазеицин Lactobacillus casei
Kурвацин FS47 Lactobacillus curvatus FS47
Kурвацин А Lactobacillus curvatus LTH1174
Лактицин 3147 Lactococcus lactis 3147
Лактицин 481 Lactococcus lactis
Лактококцин 140 Lactococcus lactis 140
Лактококцин В и G Lactococcus lactis
Лактоцин S Lactobacillus sake L 45
Липоцин М18 Brevibacterium linens M18
Микрококцин Micrococcus sp.
Мутацин МГ6223 Streptococcus mutans, S.sobrinus МГ6223
Низин Lactococcus lactis
Низин Z Lactococcus lactis 10-1
Педиоцин N5P Pediococcus pentosaceus
Педиоцин АсН Pediococcus acidilactici H
Плантарицин А и С Lactobacillus plantarum
Плантацин 154 Lactobacillus plantarum LTF154
Сакацин 674 Lactobacillus sake Lb674
Саливаримицин А Lactococcus lactis
Саливарцин А Streptococcus salivarius
Стафилококцин Staphylococcus epidermidis
Стрептококцин А Streptococcus pyogenes
Термофилин А Streptococcus thermophilus ST134
Энтерококцин Enterococcus faecium
Энтероцин А Enterococcus faecium
Энтероцин 4 Enterococcus faecalis INIA4
Эпидермин Staphylococcus epidermidis

Ряд свойств бактериоцинов (инактивация протеиназами и устойчивость к нагреванию) подтверждают их белковую или пептидную природу. Изучение условий образования бактериоцинов представителями некоторых молочнокислых бактерий Lactococcus lactis, Pediococcus acidilactici, Leuconostoc carnosum, Leuconostoc mesenteroides показало, что условия, способствующие накоплению клеточной массы, обеспечивают наибольшую продукцию этих соединений.

На биосинтез бактериоцинов, как и у других биологически активных веществ, оказывают влияние условия культивирования продуцента: состав питательной среды, рН, температура, а также время инкубации продуцента [4].

Штамм Lactobacillus plantarum продуцирует плантарицин, обладающий широким спектром действия, максимальный биосинтез которого происходит на мясном бульоне с 0,6% глюкозы [5]. Бактериоцин термостабилен, имеет мол. массу 3500 Да, установлена его аминокислотная последовательность.

Казеицин, выделенный из Lactobacillus casei, образуется при росте продуцента как в естественной, так и в синтетической средах [6].

Ряд бактериоцинов, продуцируемых молочнокислыми бактериями, изучен достаточно подробно. Так, из Lactococcus lactis выделен и очищен бактериоцин диацетин В-1, установлена его мол. масса, равная 4300 Да, определена первичная структура, включающая 37 аминокислотных остатков [7]. Бактериоцины (в том числе диацетин В-1), образуемые 14 штаммами L.lactis, выделенными из молока и молочных продуктов, обладали широким спектром действия, они ингибировали рост как Listeria innocua, так и других видов листерий, а также P.acidilactici, S.aureus, L.plantarum. Мутацин из Streptococcus mutans термостабилен, чувствителен к протеолитическим ферментам, активен против ряда грамположительных бактерий, мол. масса составляет 3500 Да [8].

Бактериоцин амиловорин 471 образуется Lactobacillus amylovorus DCE 471. Изучены условия культивирования продуцента. Полученный препарат может быть использован в качестве биоконсерванта пищевых продуктов и кормов [9].

Листерии, развивающиеся в пищевых продуктах и приводящие к их порче, подавляются следующими бактериоцинами: курвацином FS47, диацетином В-1, педиоцином, сакацином, энтерококцинами. Способность к ингибированию роста Listeria выявлена у ряда молочнокислых бактерий, образующих бактериоцины: Lactobacillus hetveticus, L.sake, Leuconostoc gelidum. Ингибирующий эффект определяли в бульоне, в стерильной пище, в процессе приготовления сосисок [10, 11].

В 1962 г. было выделено бактериоциноподобное вещество из энтерококка; оно обладало широким спектром антимикробного действия и было нетоксично при введении животным. Показано, что энтероцины (бактериоцины из энтерококков) подавляют развитие инфекции при заражении морских свинок Clostridium septicum [2].

Энтероцин А выделен из Enterococcus faecium, очищен, исследован его химический состав (вещество содержит 47 аминокислотных остатков, включая 4 остатка цистеина, образующего дисульфидные мостики), молекулярная масса составляет 4,289 кДа. По аминокислотной последовательности энтероцин А имеет большое сходство с бактериоцинами из молочнокислых бактерий, например, низином [12].

Энтероцин 4 продуцируется Enterococcus faecalis INIA4, разработана простая методика его выделения. Он активен против грамположительных бактерий [13].

Бактериоцины образуются и другими видами энтерококков. E.faecalis S-48 образует бактериоцин с мол. массой 80 кДа; вещество чувствительно к протеазам, имеет узкий спектр действия - ингибирует только E.faecalis [14].

Пять бактериоцинов энтерококкового происхождения подавляли рост штаммов Lactobacillus buchneri, вырабатывающих гистамин при производстве сыра. Это позволило применять штаммы E.faecalis, продуцирующих эти бактериоцины, в заквасках при производстве сыра, что предотвращало развитие L.buchneri и образование гистамина [15].

Бактериоцины, образуемые E.faecalis и E.hirae, ингибируют многие виды листерий и клостридий, вызывающих порчу продуктов питания. Обсуждается возможность использования препаратов бактериоцинов или их продуцентов при производстве молочных продуктов. Получены положительные результаты применения культур энтерококков при производстве сыра [16].

Далее...


Написать комментарий
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования