Penicillium chrysogenum - Penicillium chrysogenum - Wikipedia

Penicillium chrysogenum
Penicillium notatum.jpg
Vědecká klasifikace Upravit
Království:Houby
Divize:Ascomycota
Třída:Eurotiomycetes
Objednat:Eurotiales
Rodina:Trichocomaceae
Rod:plísně Penicillium
Druh:
P. chrysogenum
Binomické jméno
Penicillium chrysogenum
Thom (1910)

Penicillium chrysogenum je druh houby rodu plísně Penicillium. Je to běžné v mírný a subtropický regionech a lze je nalézt na solených potravinářských výrobcích,[1] ale většinou se vyskytuje ve vnitřním prostředí, zejména ve vlhkých nebo vodou poškozených budovách.[2] Bylo uznáno jako druhový komplex, který zahrnuje P. notatum, P. meleagrinum, a P. cyaneofulvum,[3] ale molekulární fylogeneze prokázala, že se jedná o odlišný druh a to P. notatum (jeho populární synonymum) je P. rubens.[4][5] Zřídka se uvádí, že je příčinou člověka choroba.[6] Je zdrojem několika β-laktamová antibiotika, nejvýznamněji penicilin. Ostatní sekundární metabolity z P. chrysogenum zahrnout rokfortin C., meleagrin,[7] chrysogin,[8] 6-MSA[9] YWA1 / melanin,[10] andrastatin A,[11] fungisporin,[12] secalonic acid, sorbicilin,[13][14] a PR-toxin.[15]

Stejně jako mnoho jiných druhů rodu plísně Penicillium, P. chrysogenum se obvykle množí vytvořením suchých řetězců výtrusy (nebo konidie ) ve tvaru štětce konidiofory. Konidie jsou obvykle přenášeny vzdušnými proudy na nová kolonizační místa. v P. chrysogenum, konidie jsou modré až modrozelené a plíseň někdy vyzařuje žlutý pigment. Nicméně, P. chrysogenum nelze identifikovat pouze na základě barvy. Pozorování morfologie a mikroskopických rysů jsou nutná k potvrzení jeho identity a sekvenování DNA je nezbytné k odlišení od blízce příbuzných druhů, jako je P. rubens. Sexuální fáze P. chrysogenum byl objeven v roce 2013 pářícími se kulturami ve tmě na ovesném agaru doplněném o biotin poté, co byly pomocí PCR amplifikace stanoveny typy páření (MAT1-1 nebo MAT1-2) kmenů.[16]

Vzdušné nepohlavní výtrusy P. chrysogenum jsou důležité lidské alergeny. Vakuové a alkalické serinové proteázy byly zahrnuty jako hlavní alergenní proteiny.[17]

P. chrysogenum byl průmyslově používán k výrobě penicilinu a xanthocillin X, k léčbě celulózka odpadu a na produkci enzymů polyaminoxidáza, fosfoglukonátdehydrogenáza, a glukózooxidáza.[15][18]

Věda

Objev penicilin ohlašoval nový věk antibiotik odvozených z mikroorganismů. Penicilin je antibiotikum izolované z pěstování plísně Penicillium forma v fermentor. Forma se pěstuje v kapalné kultuře obsahující cukr a další živiny včetně zdroje dusík. Jak forma roste, spotřebovává cukr a penicilin začíná vyrábět až po spotřebování většiny živin pro růst.

Dějiny

Další informace: Penicilin § Historie, a Historie penicilinu

Genetika a evoluce

Zdá se, že schopnost produkovat penicilin se vyvíjela po miliony let a sdílí ji několik dalších souvisejících hub. Předpokládá se, že poskytuje selektivní výhodu během soutěže s bakteriemi o zdroje potravy.[Citace je zapotřebí ] Některé bakterie si následně vyvinuly odpor vůči schopnosti přežít expozici penicilinu produkcí penicilinázy, enzymy, které degradují penicilin.[Citace je zapotřebí ] Produkce penicilinázy je jeden mechanismus, kterým se bakterie mohou stát rezistentními na penicilin.

Hlavní geny odpovědné za produkci penicilinu, pcbAB, pcbC, a penDE jsou úzce spojeny a vytvářejí shluk na chromozomu I.[19] Některé vysoce produkující Penicillium chrysogenum kmeny používané pro průmyslovou výrobu penicilinu obsahují několik tandemových kopií genového klastru penicilinu.[20]

Podobně jako u jiných vláknitých hub jsou k dispozici techniky úpravy genomu založené na CRISPR / Cas9 pro úpravy genomu Penicillium chrysogenum.[21]

Reference

  1. ^ Samson RA, Houbraken J, Thrane U, Frisvad JC, Andersen B (2010). Jídlo a vnitřní houby. Utrecht, Nizozemsko: CBS-KNAW- Fungal Biodiversity Center. s. 1–398.
  2. ^ Andersen B, Frisvad JC, Søndergaard I, Rasmussen IS, Larsen LS (červen 2011). „Sdružení mezi houbovými druhy a vodou poškozenými stavebními materiály“. Appl. Environ. Microbiol. 77 (12): 4180–8. doi:10.1128 / AEM.02513-10. PMC  3131638. PMID  21531835.
  3. ^ Samson RA, Hadlok R, Stolk AC (1977). "Taxonomická studie Penicillium chrysogenum série". Antonie van Leeuwenhoek. 43 (2): 169–75. doi:10.1007 / BF00395671. PMID  413477.
  4. ^ Houbraken, Jos; Frisvad, Jens C .; Samson, Robert A. (2011). „Flemingův kmen produkující penicilin není Penicillium chrysogenum, ale P. rubens“. Houba IMA. 2 (1): 87–95. doi:10.5598 / imafungus.2011.02.01.12. PMC  3317369. PMID  22679592.
  5. ^ Houbraken, J .; Frisvad, J.C .; Seifert, K.A .; Overy, D.P .; Tuthill, D.M .; Valdez, J.G .; Samson, R.A. (2012-12-31). "Nový druh Penicillium produkující penicilin a přehled sekce Chrysogena". Persoonia - molekulární fylogeneze a vývoj hub. 29 (1): 78–100. doi:10.3767 / 003158512X660571. PMC  3589797. PMID  23606767.
  6. ^ Lyratzopoulos, G .; Ellis, M .; Nerringer, R .; Denning, D. W. (říjen 2002). "Invazivní infekce způsobená jinými druhy penicillia než P. marneffei". The Journal of Infection. 45 (3): 184–195. doi:10.1053 / jinf.2002.1056. ISSN  0163-4453. PMID  12387776.
  7. ^ Ali H, Ries MI, Nijland JG, Lankhorst PP, Hankemeier T, Bovenberg RA, Vreeken RJ, Driessen AJ (2013-06-12). „Rozvětvená biosyntetická dráha se podílí na produkci rokfortinu a příbuzných sloučenin v Penicillium chrysogenum". PLOS One. 8 (6): e65328. Bibcode:2013PLoSO ... 865328A. doi:10.1371 / journal.pone.0065328. PMC  3680398. PMID  23776469.
  8. ^ Viggiano A, Salo O, Ali H, Szymanski W, Lankhorst PP, Nygård Y, Bovenberg RA, Driessen AJ (únor 2018). "Cesta k biosyntéze pigmentového chrysoginu od." Penicillium chrysogenum". Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 84 (4). doi:10.1128 / AEM.02246-17. PMC  5795073. PMID  29196288.
  9. ^ Guzmán-Chávez F, Zwahlen RD, Bovenberg RA, Driessen AJ (2018). "Penicillium chrysogenum jako buňková továrna na přírodní produkty “. Hranice v mikrobiologii. 9: 2768. doi:10.3389 / fmicb.2018.02768. PMC  6262359. PMID  30524395.
  10. ^ Guzman-Chavez F, Salo O, Samol M, Ries M, Kuipers J, Bovenberg RA, Vreeken RJ, Driessen AJ (říjen 2018). "Deregulace sekundárního metabolismu u mutanty histon-deacetylázy Penicillium chrysogenum". Mikrobiologie Otevřeno. 7 (5): e00598. doi:10,1002 / mbo3,598. PMC  6182556. PMID  29575742.
  11. ^ Matsuda Y, Awakawa T, Abe I (září 2013). „Rekonstituovaná biosyntéza houbového meroterpenoidu arastinu A“. Čtyřstěn. 69 (38): 8199–8204. doi:10.1016 / j.tet.2013.07.029.
  12. ^ Ali H, Ries MI, Lankhorst PP, van der Hoeven RA, Schouten OL, Noga M, Hankemeier T, van Peij NN, Bovenberg RA, Vreeken RJ, Driessen AJ (2014-06-02). „Nekanonický NRPS se podílí na syntéze fungisporinu a souvisejících hydrofobních cyklických tetrapeptidů v Penicillium chrysogenum". PLOS One. 9 (6): e98212. Bibcode:2014PLoSO ... 998212A. doi:10.1371 / journal.pone.0098212. PMC  4041764. PMID  24887561.
  13. ^ Salo O, Guzmán-Chávez F, Ries MI, Lankhorst PP, Bovenberg RA, Vreeken RJ, Driessen AJ (červenec 2016). "Identifikace polyketidové syntázy podílející se na biosyntéze sorbicilinu" Penicillium chrysogenum". Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 82 (13): 3971–3978. doi:10.1128 / AEM.00350-16. PMC  4907180. PMID  27107123.
  14. ^ Guzmán-Chávez F, Salo O, Nygård Y, Lankhorst PP, Bovenberg RA, Driessen AJ (červenec 2017). "Mechanismus a regulace biosyntézy sorbicilinu pomocí Penicillium chrysogenum". Mikrobiální biotechnologie. 10 (4): 958–968. doi:10.1111/1751-7915.12736. PMC  5481523. PMID  28618182.
  15. ^ A b de Hoog GS, Guarro J, Gené J, Figueras F (2000), Atlas klinických hub - 2. vydání, Centraalbureau voor Schimmelcultures (Utrecht)
  16. ^ Böhm J, Hoff B, O'Gorman CM, Wolfers S, Klix V, Binger D, Zadra I, Kürnsteiner H, Pöggeler S, Dyer PS, Kück U (leden 2013). „Sexuální reprodukce a vývoj kmene zprostředkovaného párením u houby produkující penicilin Penicillium chrysogenum". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 110 (4): 1476–81. doi:10.1073 / pnas.1217943110. PMC  3557024. PMID  23307807.
  17. ^ Shen HD, Chou H, Tam MF, Chang CY, Lai HY, Wang SR (říjen 2003). "Molekulární a imunologická charakterizace Pen ch 18, hlavní alergen vakuolární serinové proteázy Penicillium chrysogenum". Alergie. 58 (10): 993–1002. doi:10.1034 / j.1398-9995.2003.00107.x. PMID  14510716.
  18. ^ Raper KB, Thom C (1949). Manuál Penicillia. Williams & Wilkins Company (Baltimore).
  19. ^ Martín JF, Gutiérrez S, Fernández FJ, Velasco J, Fierro F, Marcos AT, Kosalkova K (1994). "Exprese genů a zpracování enzymů pro biosyntézu penicilinů a cefalosporinů". Antonie van Leeuwenhoek. 65 (3): 227–43. doi:10.1007 / BF00871951. PMID  7847890.
  20. ^ Fierro F, Barredo JL, Díez B, Gutierrez S, Fernández FJ, Martín JF (červen 1995). „Shluk genů penicilinu je amplifikován v tandemových repeticích spojených konzervovanými hexanukleotidovými sekvencemi“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 92 (13): 6200–4. Bibcode:1995PNAS ... 92.6200F. doi:10.1073 / pnas.92.13.6200. PMC  41670. PMID  7597101.
  21. ^ Pohl C, Kiel JA, Driessen AJ, Bovenberg RA, Nygård Y (červenec 2016). "Úpravy genomu založené na CRISPR / Cas9 Penicillium chrysogenum". ACS Syntetická biologie. 5 (7): 754–64. doi:10.1021 / acssynbio.6b00082. PMID  27072635.

externí odkazy