Mucor racemosus - Mucor racemosus

Mucor racemosus
Mucor racemosus sporangiophore.jpg
Vědecká klasifikace
Království:
Houby
Kmen:
Zygomycota
Třída:
Zygomycety
Podtřída:
Incertae sedis
Objednat:
Mucorales
Rodina:
Mucoraceae
Rod:
Mucor
Druh:
M. racemosus
Binomické jméno
Mucor racemosus
Bull., (1791)
Synonyma
  • Calyptromyces globosus Sumst. (1910)
  • Circinomucor sphaerosporus Arx [ru ] (1982)
  • Mucor dimorphosporus f. sphaerosporus Vánová (1991)
  • Mucor globosus A. Fisch. (1892)
  • Mucor globosus var. intermedius Sacc. (1913)
  • Mucor macrosporus Pišpek (1929)
  • Mucor plumbeus var. globosus Zach (1935)
  • Mucor plumbeus var. levisporus Zach (1936)
  • Mucor pyri M.P. Angličtina (1943)
  • Mucor sphaerosporus Hagem (1908)
  • Mucor sphaerosporus var. hlavní, důležitý Naumov [ru ] (1954)

Mucor racemosus je rychle rostoucí, plevelná plíseň patřící do kmene, Zygomycota.[Citace je zapotřebí ] Je to jedna z prvních hub pěstovaných v čisté kultuře a byla poprvé izolována v roce 1886.[Citace je zapotřebí ] Má celosvětovou distribuci a kolonizuje mnoho stanovišť, jako jsou rostlinné produkty, půda a domy.[1][2] Houba je známá především svou schopností vykazovat jak vláknité, tak kvasinkové morfologie, často označované jako dimorfismus.[1] Prudké rozdíly se projevují jak ve formách, tak v podmínkách prostředí, které silně ovlivňují fáze M. racemosus.[1] Stejně jako mnoho hub se také reprodukuje sexuálně a asexuálně.[1] Dimorfní kapacita tohoto druhu byla navržena jako důležitý faktor jeho patogenity a zvýšila průmyslový význam. Tento druh je považován za oportunistický patogen, obecně omezený na osoby se sníženou imunitou.[3] Také to bylo spojeno s alergie a záněty dutin obličeje.[3] Jeho spojení s alergií z něj učinilo běžnou houbu používanou při lékařských testech na alergeny.[4][5] Průmyslové použití houby spočívá ve výrobě enzymů a výrobě některých mléčných potravin.[6][7][8]

Morfologie a taxonomie

Dimorfní forma druhu hlavně existuje a roste vegetativně buď jako vláknitý hyfy (forma formy) nebo jako sférický droždí (kvasinková forma).[1] Organismus je však nejznámější z formy, která je charakterizována produkcí nepohlavního reprodukčního stavu tvořeného vysokými (až 2 cm) jehlovitými sporangiofory s vrcholovým otokem uzavřeným velkým sporangium naplněné elipsoidními, jednobuněčnými, hladkými stěnami, nepigmentovanými sporangiospory.[Citace je zapotřebí ] V laboratoři tvoří houba na většině laboratorních médií tmavě šedé nebo světle šedé kolonie.[Citace je zapotřebí ] Pokud jsou houby vystaveny anaerobním podmínkám, mohou se přeměnit na podobu kvasinek.[1] Anaerobní podmínky a 30% přítomnost oxidu uhličitého stimulují konverzi do kvasinkové formy. Stejně tak kultury doplněné o Tween 80, ergosterol a dodávaný se 100% dusíkem, který se také převede na kvasinky.[9] Naopak zvýšení koncentrace kyslíku způsobí přeměnu kvasinkové formy na formu plísní.[1] Jako mnoho zygomycet, M. racemosus reprodukuje sexuálně i asexuálně v závislosti na podmínkách prostředí. Během sexuální reprodukce se hyfy kompatibilních typů páření dotýkají a fúzují, což nakonec vede k silnostěnnému zygosporangiu obsahujícímu jednu zygosporu. Klíčení zygospore vede k růstu nových hyf, které vedou k nepohlavním sporům typu + a - páření.[1] Klíčení těchto spór produkuje nové haploidní hyfy stejného typu páření.[1]

Fyziologie a ekologie

Mucor racemosus (UAMH 8346) kultivovaný na agaru bramborové dextrózy při 25 ° C po dobu 10 dnů.

M. racemosus má schopnost vykazovat mnohonásobnou morfologii (hlavně vláknitý a sférický tvar), aby odolala různým stresům prostředí.[10] To mu dalo schopnost přežít mnoho podmínek a má celosvětovou distribuci, uváděnou nejčastěji v Evropě a Americe.[Citace je zapotřebí ] V tropech to bylo vidět ve vyšších nadmořských výškách.[Citace je zapotřebí ] Zatímco tento druh je primárně založen na půdě, bylo prokázáno, že existuje jinde, například v koňském hnoji, rostlinných zbytcích, zrnech, zelenině a ořechech.[1] Typicky se často vyskytuje na rostlinných materiálech, jako je měkké ovoce, ovocný džus a marmeláda[Citace je zapotřebí ] ale také byl izolován z jiných než rostlinných zdrojů, jako je měkký hermelín.[Citace je zapotřebí ] M. racemosus byl také izolován z lidského střeva mikrobiom neobézních jedinců.[11] Je to nejběžnější forma, která se nachází v podlahovém prachu v domech, a je do značné míry považována za vnitřní formu.[2]M. racemosus je jedinečně známý pro svou schopnost zobrazovat více morfologií, ale většinu času se provádějí studie založené na dimorfní formě druhu.[10] Je to fakultativně anaerobní zygomycote a rychle rostoucí, což mu dává schopnost přežít v různých podmínkách / místech po celém světě.[1][10] M. racemosus má schopnost biosyntetizovat chitin a chitosan, což bylo navrženo jako mechanismus podporující schopnost houby přepínat mezi fázemi kvasinek a plísní.[12] Genomická analýza M. racemosus odhalila geny podobné lidským Geny RAS a navrhuje se, aby tyto geny napomáhaly klíčení a dimorfismu.[13][14] Protein kináza A Geny (PKA), jako je pkaR, jsou vysoce exprimovány také během dimorfního posunu.[15]

Lidská nemoc

M. racemosus je vzácným původcem lidských onemocnění, obvykle spojeným pouze s oportunní infekcí imunokompromitovaných jedinců, jako jsou děti, starší a nemocní pacienti (HIV, ebola atd.).[10] Je to agent Mucormycosis, potenciálně život ohrožující infekce, často zahrnující dýchací cesty hlavy.[3] Byly také pozorovány plicní, kožní a gastrointestinální (GI) infekce, které u infikovaných jedinců vedly k řadě klinických projevů. Rizikové faktory jako např diabetická ketoacidóza a neutropenie jsou ve většině případů přítomny.[3] Léčba M. racemosus může být obtížné kvůli histopatologické diferenciace houby.[16] Kromě běžně používaných antifungálních látek jsou to například biologické sloučeniny Lovastatin, Lektin Aleuria aurantia (AAL) a antimikrobiální peptidy (AMP LR14) byly izolovány a vykazovaly antimikrobiální účinky vůči M. racemosus.[17][18][19] Alergie na M. racemosus bylo hlášeno, že postihují imunologicky normální jedince z různých míst (Nizozemsko, Turecko a Brazílie).[20][21][22] Alergie na M. racemosus byl také spojován s houbová rhinosinusitida,[23] rýma a alveolitida.[24][25] Astmatický pacienti také prokázali zvýšenou senzibilizaci na M. racemosus.[26] Mucor racemosus-charakteristický IgE protilátka se běžně používá a je k dispozici pro lékařské i laboratorní použití při stanovení alergenů (ImmunoCAP).[4][5]

Komerční a biotechnologické využití

Kapacita M. racemosus růst jako kvasnice a její různé schopnosti vyrábět biochemické látky vedly k jejímu použití v průmyslu. Například může produkovat vysoký výtěžek fytáza, důležitý průmyslový enzym.[6][7] Má také zvýšenou extracelulární proteáza činnost, což naznačuje její biotechnologickou vhodnost pro výrobu jiných průmyslové enzymy.[6][7] Používá se také při výrobě homeopatický léčivé přípravky.[27] Při výrobě sufu (fermentovaný sójový produkt podobný sýru běžný v Číně a Vietnamu) vede plísňová fermentace sójového tvarohu (tofu) k formovanému tofu, pehtze. Konečný produkt (sufu) se získá zráním pehtze ve slaném nálevu obsahujícím alkohol a sůl několik měsíců.[8]

Má schopnost fenotypicky se přizpůsobit několika různým antibiotika po expozici jednomu léku, což z něj činí dobrý model pro fenotypovou multirezistenci u nižších eukaryoty. Bylo prokázáno, že se přizpůsobuje známým antibiotikům cykloheximid, trichodermin a amfotericin B.[1][28] Bylo pozorováno, že zejména buňky adaptované na cykloheximid jsou 40krát odolnější než nepřizpůsobené buňky vůči léku. Tyto adaptované buňky byly studovány, aby lépe pochopily jejich vyšší účinnost membránového transportu (odtok léčiv).[29]

Mucor racemosus může biotransformovat lipidy jako 4-en-3-on steroidy a 20 (S) -protopanaxatriol do několika různých produktů, z nichž některé mají protinádorový vlastnosti (protože metabolity vedly ke zvýšení intracelulárního obsahu iontů vápníku, což vedlo k zastavení buněčného cyklu a apoptóza ).[30][31] Z toho vznikly dva produkty biotransformace jsou dva nové hydroperoxylované metabolity, u nichž se prokázalo, že jsou účinné proti rakovina prostaty buňky.[32] Sekundární metabolity M. racemosus nevykazují genotoxickou aktivitu a není známo, že by tento druh byl producentem mykotoxiny. Bylo však zjištěno, že některé sekundární metabolity houby mají protizánětlivou aktivitu podobnou léku dexamethason .[33]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l Mendez-Vilas, editoval A. (2010). Aktuální témata výzkumu, technologie a vzdělávání v aplikované mikrobiologii a mikrobiální biotechnologii. Badajoz, Španělsko: Výzkumné centrum Formatex. 201–212. ISBN  978-84-614-6194-3.CS1 maint: další text: seznam autorů (odkaz)
  2. ^ A b Abdel-Hafez, SI; Shoreit, AA (listopad 1985). „Mykotoxiny produkující houby a mykoflóru vzdušného prachu z Taifu v Saúdské Arábii“. Mykopatologie. 92 (2): 65–71. doi:10.1007 / bf00444085. PMID  3935928.
  3. ^ A b C d Nancy, Crum-Cianflone ​​(4. října 2018). "Mucormycosis". Medscape. WebMD.
  4. ^ A b „Mucor Racemosus IgE“. Laboratoře Viracor.IBT.
  5. ^ A b „Alergen, houby a plísně, Mucor racemosus“. Arup Laboratories.
  6. ^ A b C Bogar, B .; Szakacs, G .; Pandey, A .; Abdulhameed, S .; Linden, J.C .; Tengerdy, R.P. (4. dubna 2003). „Produkce fytázy Mucor racemosus ve fermentaci v pevné fázi“. Pokrok v biotechnologii. 19 (2): 312–319. doi:10.1021 / bp020126v. PMID  12675565.
  7. ^ A b C Alves, MH; de Campos-Takaki, GM; Okada, K; Ferreira-Pessoa, IH; Milanez, AI (červen 2005). "[Detekce extracelulární proteázy u druhů Mucor]". Revista Iberoamericana de Micologia. 22 (2): 114–7. doi:10.1016 / s1130-1406 (05) 70020-6. PMID  16107171.
  8. ^ A b Han, BZ; Kuijpers, AF; Thanh, NV; Nout, MJ (duben 2004). "Mucoraceous formy zapojené do komerční fermentace Sufu Pehtze". Antonie van Leeuwenhoek. 85 (3): 253–7. doi:10.1023 / b: anto.0000020157.72415.b9. PMID  15028872.
  9. ^ Lübbehüsen, TL; Nielsen, J; McIntyre, M (únor 2003). "Morfologie a fyziologie dimorfní houby Mucor circinelloides (syn. M. racemosus) během anaerobního růstu". Mykologický výzkum. 107 (Pt 2): 223–30. doi:10.1017 / s0953756203007299. PMID  12747334.
  10. ^ A b C d Inderlied, Clark; Peters, Julius; Cihlar, Ronald (1985). Plísňový dimorfismus s důrazem na patogenní houby pro člověka. Boston, MA: Springer USA. 337–359. ISBN  978-1-4684-4982-2.
  11. ^ Mar Rodríguez, M; Pérez, D; Javier Chaves, F; Esteve, E; Marin-Garcia, P; Xifra, G; Vendrell, J; Jové, M; Pamplona, ​​R; Ricart, W; Portero-Otin, M; Chacón, MR; Fernández Real, JM (12. října 2015). „Obezita mění lidský střevní mykobiom“. Vědecké zprávy. 5: 14600. doi:10.1038 / srep14600. PMC  4600977. PMID  26455903.
  12. ^ Domek, DB; Borgia, PT (červen 1981). „Změny v rychlosti syntézy chitin-plus-chitosan doprovázejí morfogenezi Mucor racemosus“. Journal of Bacteriology. 146 (3): 945–51. PMC  216948. PMID  7240089.
  13. ^ Casale, WL; Mcconnell, DG; Wang, SY; Lee, YJ; Linz, JE (prosinec 1990). „Exprese genové rodiny v dimorfní houbě Mucor racemosus, která vykazuje nápadnou podobnost s lidskými geny ras“. Molekulární a buněčná biologie. 10 (12): 6654–63. doi:10.1128 / mcb.10.12.6654. PMC  362943. PMID  1701021.
  14. ^ Roze, LV; Mahanti, N; Mehigh, R; McConnell, DG; Linz, JE (prosinec 1999). „Důkazy, že proteiny MRas1 a MRas3 jsou spojeny s odlišnými buněčnými funkcemi během růstu a morfogeneze u houby Mucor racemosus“. Plísňová genetika a biologie. 28 (3): 171–89. doi:10.1006 / fgbi.1999.1177. PMID  10669583.
  15. ^ Wolff, AM; Appel, KF; Petersen, JB; Poulsen, U; Arnau, J (květen 2002). "Identifikace a analýza genů zapojených do kontroly dimorfismu u Mucor circinelloides (syn. Racemosus)". Výzkum kvasinek FEMS. 2 (2): 203–13. doi:10.1016 / s1567-1356 (02) 00090-9. PMID  12702308.
  16. ^ Hata, DJ; Buckwalter, SP; Pritt, BS; Roberts, GD; Wengenack, NL (červenec 2008). "Metoda PCR v reálném čase pro detekci zygomycet". Journal of Clinical Microbiology. 46 (7): 2353–8. doi:10.1128 / jcm.02331-07. PMC  2446880. PMID  18480229.
  17. ^ Amano, K; Katayama, H; Saito, A; Ando, ​​A; Nagata, Y (2012). „Alektia aurantia lektin vykazuje antifungální aktivitu proti Mucor racemosus“. Bioscience, biotechnologie a biochemie. 76 (5): 967–70. doi:10,1271 / bbb.110982. PMID  22738968.
  18. ^ Gupta, R; Srivastava, S (září 2014). „Antifungální účinek antimikrobiálních peptidů (AMP LR14) odvozených z kmene Lactobacillus plantarum LR / 14 a jejich aplikace v prevenci znehodnocování zrna“. Mikrobiologie potravin. 42: 1–7. doi:10.1016 / j.fm.2014.02.005. PMID  24929709.
  19. ^ Roze, LV; Linz, JE (listopad 1998). „Lovastatin spouští proces buněčné smrti podobný apoptóze u houby Mucor racemosus.“ Plísňová genetika a biologie. 25 (2): 119–33. doi:10.1006 / fgbi.1998.1093. PMID  9974223.
  20. ^ Beaumont, F; Kauffman, HF; de Monchy, JG; Sluiter, HJ; de Vries, K (duben 1985). „Volumetrický aerobiologický průzkum konidiálních hub v severovýchodním Nizozemsku. II. Porovnání aerobiologických údajů a kožních testů s extrakty plísní u astmatické populace“. Alergie. 40 (3): 181–6. doi:10.1111 / j.1398-9995.1985.tb00214.x. PMID  4039540.
  21. ^ Güneser, S; Atici, A; Köksal, F; Yaman, A (1994). „Alergie na plísně v turecké Adaně“. Allergologia et Immunopathologia. 22 (2): 52–4. PMID  8059675.
  22. ^ Mohovic, J; Gambale, W; Croce, J (1998). „Kožní pozitivita u pacientů s respiračními alergiemi na 42 alergenních extraktů vzdušných hub izolovaných v brazilském São Paulu“. Allergologia et Immunopathologia. 16 (6): 397–402. PMID  3242377.
  23. ^ Zhao, Z; Li, L; Wan, Z; Chen, W; Liu, H; Li, R (duben 2011). „Současná detekce a identifikace druhů Aspergillus a mucorales ve tkáních odebraných pacientům s houbovou rhinosinusitidou“. Journal of Clinical Microbiology. 49 (4): 1501–7. doi:10,1128 / jcm.02262-10. PMC  3122857. PMID  21325541.
  24. ^ Koschel, D; Sennekamp, ​​J; Schurz, C; Müller-Wening, D (září 2004). „[Misting-fountain-alveolitis]“. Pneumologie (Stuttgart, Německo). 58 (9): 666–9. doi:10.1055 / s-2004-830044. PMID  15343489.
  25. ^ Namysłowski, G; Rogala, B; Mrówka-Kata, K; Ponińska-Polańczuk, J (1998). „[Role nedokonalých hub v etiopatogenezi alergické rýmy]“. Otolaryngologia Polska. Polská otolaryngologie. 52 (3): 277–80. PMID  9760768.
  26. ^ Soeria-Atmadja, D; Onell, A; Kober, A; Matsson, P; Gustafsson, MG; Hammerling, U (prosinec 2007). „Vícerozměrná statistická analýza měření IgE ve velkém měřítku odhaluje vztahy alergenového extraktu u senzibilizovaných jedinců“. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 120 (6): 1433–40. doi:10.1016 / j.jaci.2007.07.021. PMID  17825892.
  27. ^ Wiethoff, K; Bader, G (21. srpna 2013). "Charakterizace a specifikace nálezu přípravku Mucor racemosus použitého jako homeopatický výchozí materiál". Planta Medica. 79 (13). doi:10.1055 / s-0033-1352302.
  28. ^ Kůže, TD; Sypherd, PS (červen 1985). „Indukovatelná fenotypová multirezistence u houby Mucor racemosus“. Antimikrobiální látky a chemoterapie. 27 (6): 892–6. doi:10,1128 / aac.27.6.892. PMC  180181. PMID  4026262.
  29. ^ Shearer G, Jr; Sypherd, PS (březen 1988). „Výtok cykloheximidu v buňkách houby Mucor racemosus adaptovaných na antibiotika“. Antimikrobiální látky a chemoterapie. 32 (3): 341–5. doi:10.1128 / aac.32.3.341. PMC  172172. PMID  3364951.
  30. ^ Ge, WZ; Li, N; Shan, LH; Liu, HM (červen 2007). „[Mikrobiální transformace 4-en-3-onových steroidů Mucor racemosus]“. Wei Sheng Wu Xue Bao = Acta Microbiologica Sinica. 47 (3): 540–3. PMID  17672323.
  31. ^ Chen, G; Yang, X; Nong, S; Yang, M; Xu, B; Zhang, W (březen 2013). „Dva nové hydroperoxylované produkty 20 (S) -protopanaxadiolu produkovaného Mucor racemosus a jejich cytotoxické aktivity proti buňkám lidské rakoviny prostaty“. Biotechnologické dopisy. 35 (3): 439–43. doi:10.1007 / s10529-012-1098-x. PMID  23183919.
  32. ^ Chen, G; Ge, H; Píseň, Y; Li, J; Zhai, X; Wu, J; Ling, X (říjen 2015). „Biotransformace 20 (S) -protopanaxatriolu Mucor racemosus a protirakovinné účinky některých produktů“. Biotechnologické dopisy. 37 (10): 2005–9. doi:10.1007 / s10529-015-1877-2. PMID  26054722.
  33. ^ Meier, SM; Muqaku, B; Ullmann, R; Bileck, A; Kreutz, D; Mader, JC; Knasmüller, S; Gerner, C (2015). „Proteomické a metabolomické analýzy odhalují kontrastní protizánětlivé účinky extraktu sekundárních metabolitů Mucor Racemosus ve srovnání s dexamethasonem“. PLOS ONE. 10 (10): e0140367. doi:10.1371 / journal.pone.0140367. PMC  4619718. PMID  26496078.