Lactobacillus brevis - Lactobacillus brevis

Lactobacillus brevis
Vědecká klasifikace
Doména:
Bakterie
Kmen:
Firmicutes
Třída:
Bacilli
Objednat:
Lactobacillales
Rodina:
Lactobacillaceae
Rod:
Levilactobacillus
Druh:
L. brevis
Binomické jméno
Levilactobacillus brevis
(Orla-Jensen 1919)
Bergey et al. 1934; Zheng a kol., 2020

Levilactobacillus brevis (dříve Lactobacillus brevis)[1] je grampozitivní, tyčinkovité druhy bakterie mléčného kvašení který je heterofermentativní a vytváří CO2, kyselina mléčná a kyselina octová nebo ethanol během fermentace. L. brevis je typový druh rodu Levilactobacillus (dříve L. brevis skupina), která zahrnuje 24 druhů (http://www.lactobacillus.ualberta.ca/, http://www.lactobacillus.uantwerpen.be/ ).[1][2] Lze jej najít v mnoha různých prostředích, například fermentované potraviny a jako normální mikrobiota. L. brevis se nachází v potravinách, jako je kysané zelí a kyselé okurky. Je to také jedna z nejčastějších příčin pivo znehodnocení. Bylo prokázáno, že požití se zlepšuje lidské imunitní funkce a bylo patentováno několikrát. Normální střevo mikrobiota L. brevis se nachází v člověku střeva, pochva a výkaly.

L. brevis je jedním z hlavních laktobacilů nalezených v tibicos zrna, používaná k výrobě kefír, ale Lentilactobacillus druhy jsou odpovědné za produkci polysacharid (dextran a kefiran), které tvoří zrna.[3] Hlavní metabolity L. brevis zahrnout kyselina mléčná a ethanol. Kmeny L. brevis a L. hilgardii bylo zjištěno, že vyrábějí biogenní aminy tyramin a fenyletylamin.

Dějiny

E.B. Fred, W.H. Peterson a J.A. Anderson původně objevil celý druh Lactobacillus v roce 1921 a tento druh byl kategorizován na základě schopnosti metabolizovat určitý uhlík a cukry. Tato raná studie ukázala, že toto může produkovat kyselinu octovou, oxid uhličitý a velké množství mannitolu. Mannitol, což je další zdroj uhlíku, který lze použít k výrobě kyseliny mléčné.[4]

Růst

L. brevis bylo prokázáno aktivně přepravovat glukóza a galaktóza. Když fruktóza byl použit jako zdroj uhlíku došlo pouze k určitému růstu a L. brevis byl schopen částečně metabolizovat fruktóza na mannitol. Existují některé kmeny, které špatně metabolizují glukózu, ale preferují disacharidy jako zdroj uhlíku.

Použitím fermentační cesty je konečným výsledkem kyselina mléčná a kyselina octová.[5] Ukazuje se, že za vysokých teplot, 50 stupňů Celsia a v kyselém prostředí je přežití této bakterie delší než u většiny bakterií v kyselých podmínkách, bakterie mohou žít asi 45 minut.[6]

Odolnost proti antibiotikům je získán prostřednictvím časování, metoda bakteriální reprodukce. Konjugace umožňuje sdílení DNA umožňující bakterii dozvědět se o různých antibiotikách prostřednictvím expozice a tyto informace se předávají replikací mezi bakteriemi.

Časování

L. brevis konkrétně produkuje více organických kyselin octová kyselina a ethanol. To znamená, že tato bakterie produkuje zvýšené kyselé prostředí a alkohol. Podmínky růstu vše závisí na umístění bakterie ve střevech. Zdá se, že nejsou schopni se významně replikovat anaerobní prostředí.[5]

Metabolická cesta

Metabolické cesty jsou definovány tak, že znamenají chemický proces, který probíhá v organismu. L. brevis je heterofermentativní a používá fosfoketolázovou cestu k metabolizovat pentózy a hexózy. [7]

Konzervace potravin

L. brevis se nachází v potravinách, jako je kysané zelí a kyselé okurky. Je to také jedna z nejčastějších příčin pivo znehodnocení. The poskok, což je antimikrobiální hořká aromatická látka v pivu, nedokáže potlačit některé kmeny L. brevis, protože produkují transportér, který pumpuje aktivní látky chmele z bakteriální buňky.[8][9] L. brevis je jedním z hlavních Lactobacillus druhy nalezené v tibicos zrna (aka vodní kefírová zrna) a byl identifikován jako druh odpovědný za produkci polysacharid (dextran ), která tvoří zrna. Hlavní metabolity L. brevis zahrnout kyselina mléčná a ethanol. Kmeny L. brevis a L. hilgardii bylo zjištěno, že vyrábějí biogenní aminy tyramin, který se nachází fermentační metabolickou cestou a běžně se vyskytuje ve zkažených nebo fermentovaných potravinách a fenyletylamin, který se nachází v čokoládě, ale může také způsobit rybí zápach v jiných potravinách.

Drcený chmel

Mikrobiální fyziologie

Jako bakterie existují některé fyzické atributy, které jsou společné pro všechny bakterie. Grampozitivní bakterie sestává z vnější plazmatické membrány, následované periplazmatickým prostorem a nakonec a peptidoglykanová vrstva, který čelí vnitřku bakterií. Vnější plazmatická membrána je pro bakterie velmi důležitá, protože tak buňky rozpoznávají možnou patogenezi bakterií. Peptidoglykan se také nazývá murein a je tvořen řadou cukrů. V grampozitivních bakteriích je vrstva peptidoglykanu mnohem silnější než gramnegativní bakterie. Skutečná mřížka, která obsahuje peptidoglykan, se označuje jako S-vrstva; tato mřížka je spojena s peptidoglykanovou vrstvou. Bohužel se při zpracování bakterií v laboratorních podmínkách normálně ztrácí S-vrstva, což může ovlivnit měření adheze. Když je S-vrstva rozpuštěna s vysokou koncentrací látek, které rozkládají vodíkové vazby, mají S-vrstvy s každou generací dobu přežití asi 20 minut. L. brevis obsahuje přibližně dva promotéry v této oblasti, což znamená, že je významné transkripce vysoké úrovně transkripce genu sIpA.[10] SipA je gen, o kterém bylo zjištěno, že pomáhá při kódování produkce myšího (peptidoglykanu) v bakterii. Účelem transkripce je zkopírovat DNA do mRNA, která se používá k tvorbě proteinů. Promotor se během transkripce používá k identifikaci vhodného místa pro zahájení transkripce. V probiotikách je to vlastně S-vrstva, která se váže na buněčnou stěnu gastrointestinálního traktu [11]

Grampozitivní schéma buněčné stěny

Probiotika

Bylo prokázáno, že požití probiotik se zlepšuje lidské imunitní funkce, a L. brevis byl patentováno několikrát. L. brevis bylo prokázáno, že přežívá v gastrointestinální trakt u lidí, a lze je proto použít jako a probiotikum. V současnosti bakterie nemá schopnost přeměňovat mléko na jogurt, je však vhodné je použít jako alternativu k jiným probiotikům v jogurtech. V rámci geriatrické Bylo prokázáno, že populační použití bakterií v mléce zvyšuje buněčnou imunitu. Doplněk stravy s probiotiky zvyšuje aktivitu přirozených zabíječských buněk u starších osob (zkoumání imunologických změn souvisejících s věkem). L. brevis je považováno za vhodné pro probiotické použití, protože při pH 4–5 dochází k významnému růstu, pH 5 je obvykle vhodné rozmezí pro mléko a jogurty.

Bioterapie

Existují významné vaginální bakterie, které se nacházejí ve vagině a L. brevis je součástí tohoto mikrobiomu, který je souborem různých bakterií. Bakterie spolupracují na ochraně pochvy a udržování vagíny. Ženy v plodném věku mají značné množství L. brevis a to se obvykle nachází ve zdravé vagině.[12] U některých onemocnění nebo narušení pochvy může být tato bakterie použita jako pomoc při obnově mikrobiomu. Většina Lactobacillus Bylo zjištěno, že druhy bakterií jsou užitečné při prevenci infekcí močových cest. Účinnost, jakou může bakterie bránit tělo, je: (1) jejich symbióza s potenciálními patogeny; (2) jejich schopnost produkovat antibakteriální materiály, jako je peroxid vodíku, omezit růst patogenů; (3) jejich produkce biosurfaktantů, které inhibují adherence patogenů. (4) Jejich schopnost připravit makrofágy, leukocyty, cytokiny a další obranu hostitele.[13]Během normálního porodu se zdá, že novorozenci po několika dnech dostávají přenos L. brevis od matky. Zdá se, že k přenosu dochází kojením nebo přirozeným porodem dítěte.[14] U kojenců je tato rezistence užitečná také při ochraně střev před různými žluči a kyselinami. Helicobacter pylori, což je běžný střevní patogen u lidí, studie ukázaly, že některé kmeny L. brevis úspěšně bojují proti tomuto patogenu.

Vaginóza je nejčastější formou bakteriální infekce, která se běžně diagnostikuje jako kvasinková infekce nebo trichomoniáza, což je sexuálně přenosný parazit běžně získávaný při pohlavním styku. L. brevis spolu s Lactobacillus jensenii Bylo prokázáno, že produkuje vysoké hladiny peroxidu vodíku, které mohou léčit patogenezi bakteriální vaginózy.[15]L. Brevis je běžně používanou přísadou ve farmaceutických materiálech používaných k léčbě vaginóza. Hodnocení záchytných buněk je jednou z metod hodnocení vaginózy; toto hodnocení se provádí namontováním záchytných buněk a vaginálního výtoku na sklíčko, poté přidáním chloridu sodného a následným mikroskopickým hodnocením, které zahrnuje identifikaci bakterií.[15]

Kromě přežití ve střevě organismu L. Brevis může také působit k inhibici patogenní účinky určitých střevních patogenů a mohou také proliferovat v přítomnosti dalších bakterií. Některé kmeny jsou vůči určitým rezistentní antibiotika konkrétně erythromycin a klindamycin.[16] Tato antibiotická rezistence může být užitečná při udržování zdravého střevního mikrobiomu při užívání předepsaných antibiotik.

Clue buňky - CDC PHIL 3720

Reference

  • Tasli L, Mat C, De Simone C, Yazici H (2006). „Lactobacilli pastilky při léčbě orálních vředů Behcetova syndromu“. Clin. Exp. Revmatol. 24 (5 Suppl 42): S83–6. PMID  17067433.
  • Kishi A, Uno K, Matsubara Y, Okuda C, Kishida T (srpen 1996). "Účinek orálního podání Lactobacillus brevis subsp. koagulani o kapacitě produkce interferonu alfa u lidí “. J Am Coll Nutr. 15 (4): 408–12. doi:10.1080/07315724.1996.10718617. PMID  8829098.
  • Jayaram, S., Castle, G. S. P., & Margaritis, A. (2004). Kinetika sterilizace buněk Lactobacillus brevis aplikací pulsů vysokého napětí. Biotechnology and Bioengineering, 40 (11), 1412–1420.
  • Drago, L., Gismondo, M.R., Lombardi, A., de Haën, C. a Gozzini, L. (1997) Inhibice in vitro růstu enteropatogenů novými izoláty Lactobacillus lidského střevního původu. FEMS Microbioloy Letters 153, 455–463
  • Gill, H. S., Rutherfurd, K. J., & Cross, M. L. (2001). Doplněk probiotik v potravě zvyšuje aktivitu přirozených zabíječských buněk u starších osob: zkoumání imunologických změn souvisejících s věkem. Journal of Clinical imunology, 21 (4), 264-271
  1. ^ A b Zheng, Jinshui; Wittouck, Stijn; Salvetti, Elisa; Franz, Charles M.A.P .; Harris, Hugh M.B .; Mattarelli, Paola; O’Toole, Paul W .; Pot, Bruno; Vandamme, Peter; Walter, Jens; Watanabe, Koichi (2020). „Taxonomická poznámka o rodu Lactobacillus: Popis 23 nových rodů, upravený popis rodu Lactobacillus Beijerinck 1901 a svazek Lactobacillaceae a Leuconostocaceae.“. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 70 (4): 2782–2858. doi:10.1099 / ijsem.0.004107. ISSN  1466-5026. PMID  32293557.
  2. ^ Pavlova, S. I., Kilic, A. O., Kilic, S. S., So, J. S., Nader ‐ Macias, M. E., Simoes, J. A., & Tao, L. (2002). Genetická rozmanitost vaginálních laktobacilů od žen v různých zemích na základě genových sekvencí 16S rRNA. Journal of Applied Microbiology, 92 (3), 451-459.
  3. ^ Pidoux, M. (1989). „Mikrobiální flóra sladkého kefírového zrna (rostlina zázvoru): biosyntéza zrna z Lactobacillus hilgardii výroba polysacharidového gelu ". MIRCEN Journal of Applied Microbiology and Biotechnology. 5 (2): 223–238. doi:10.1007 / BF01741847. S2CID  83381986.
  4. ^ FRED, E.B., PETERSON, W.H., ANDERSON, J. A., J.Biol. Chem., 48, 385 (1921)
  5. ^ A b Annuk, H., Shchepetova, J., Kullisaar, T., Songisepp, E., Zilmer, M., & Mikelsaar, M. (2003). Charakterizace střevních laktobacilů jako domnělých probiotických kandidátů. Journal of Applied Microbiology, 94 (3), 403-412.
  6. ^ Saarela, M., Rantala, M., Hallamaa, K., Nohynek, L., Virkajärvi, I., & Mättö, J. (2004). Stacionární ošetření kyselinou a teplem pro zlepšení životaschopnosti probiotických laktobacilů a bifidobakterií. Journal of Applied Science.
  7. ^ Gänzle, Michael G (2015). „Laktátový metabolismus se vrátil: metabolismus bakterií mléčného kvašení při kvašení potravin a zkažení potravin“. Současný názor na potravinovou vědu. Mikrobiologie potravin • Funkční potraviny a výživa. 2: 106–117. doi:10.1016 / j.cofs.2015.03.001. ISSN  2214-7993.
  8. ^ Sami, M., Yamashita, H., Hirono, T., Kadokura, H., Kitamoto, K., Yoda, K., & Yamasaki, M. (1997). Chmelově odolný Lactobacillus brevis obsahuje nový plazmid nesoucí gen podobný rezistenci vůči více lékům. Journal of fermentation and bioengineering, 84 (1), 1-6.
  9. ^ Schmalreck, A.F., Teuber, M., Reininger, W., & Hartl, A. (1975). Strukturální vlastnosti určující antibiotickou účinnost přírodních a syntetických chmelových hořkých pryskyřic, jejich prekurzorů a derivátů. Canadian Journal of Microbiology, 21 (2), 205-212.
  10. ^ Sára, M., & Sleytr, U. B. (2000). Proteiny S-vrstvy. Journal of Bacteriology, 182 (4), 859-868.
  11. ^ Hyönen, U., Westerlund-Wikström, B., Palva, A. a Korhonen, T.K. (2002) Identifikace funkce bičíku na epitelové buňce a vazebné funkce na fibronektin v povrchovém proteinu SipA Lactobacillus brevis podle bičíku. Infikovat. Immun. 184, 3360–3367.
  12. ^ Vásquez, A., Jakobsson, T., Ahrné, S., Forsum, U., & Molin, G. (2002). Vaginální flóra Lactobacillus zdravých švédských žen. Journal of Clinical Microbiology, 40 (8), 2746-2749.
  13. ^ Raz, R. a Stamm, W. E. (1993). Kontrolovaná studie intravaginálního estriolu u postmenopauzálních žen s opakovanými infekcemi močových cest. New England Journal of Medicine, 329 (11), 753-756.
  14. ^ Matsumiya, Y., Kato, N., Watanabe, K., & Kato, H. (2002). Molekulární epidemiologická studie vertikálního přenosu vaginálních druhů Lactobacillus z matek na novorozence v Japonsku libovolně aktivovanou polymerázovou řetězovou reakcí. Journal of Infection and chemotherapy, 8 (1), 43-49.
  15. ^ A b Eschenbach, D. A., Davick, P. R., Williams, B. L., Klebanoff, S. J., Young-Smith, K., Critchlow, C. M. a Holmes, K. K. (1989). Prevalence druhů Lactobacillus produkujících peroxid vodíku u normálních žen a žen s bakteriální vaginózou. Journal of Clinical Microbiology, 27 (2), 251-256.
  16. ^ Delgado, S., Flórez, A. B. a Mayo, B. (2005). Antibiotická citlivost druhů Lactobacillus a Bifidobacterium z lidského gastrointestinálního traktu. Současná mikrobiologie, 50 (4), 202-207.

externí odkazy