Бактериоцины (>gtmyjnkenud)

Бактериоцины — специфические белки, вырабатываемые некоторыми бактериями и подавляющие жизнедеятельность клеток других штаммов того же вида или родственных видов бактерий. Бактериоцины обозначаются в соответствии с видовым названием, например, Escherichia Coli (кишечная палочка) образует так называемые колицины (25 типов), Yersinia pestis (ранее Pasteurella pestis) (чумная палочка) — пестицины. Так же бактериоцины подразделяются на типы, в связи с различными признаками^[1]. Доступны две базы данных бактериоцинов: BAGEL^[2] и BACTIBASE^[3].

Механизм действия бактериоцинов связан с повреждением клеточных мембран белком. Спектр активности бактериоцинов, в отличие от антибиотиков, узок и определяется наличием рецепторов у бактерий для их адсорбции.

Список бактериоцинов

acidocin
actagardine
agrocin
alveicin
aureocin
aureocin A53
aureocin A70
bisin
carnocin
carnocyclin
caseicin
cerein^[4]
circularin A^[5]
colicin
curvaticin
divercin
duramycin
enterocin
enterolysin
epidermin/gallidermin
erwiniocin
gardimycin
gassericin A^[6]
glycinecin
halocin
haloduracin
klebicin
lactocin S^[7]
lactococcin
lacticin
leucoccin
lysostaphin
macedocin
mersacidin
mesentericin
microbisporicin
microcin
microcin S
mutacin
низин
paenibacillin
planosporicin
pediocin
pentocin
plantaricin
pneumocyclicin^[8]
pyocin^[9]
reutericin 6^[10]
reutericyclin
reuterin
sakacin
salivaricin^[11]
sublancin
subtilin
sulfolobicin
tasmancin^[12]
thuricin 17
trifolitoxin
variacin
vibriocin
warnericin
warnerin

Биологическая активность

Бактериоцины привлекают большое внимание исследователей как потенциальная альтернатива антибиотикам. Помимо мощной антибактериальной активности, бактерицины обладают противогрибковыми, противовирусными и даже противораковыми свойствами, играя важную роль в регуляции баланса микробных сообществ и стимулируя рост растений. Многофункциональность бактерицинов открывает большие перспективы для их применения в медицине, сельском хозяйстве и сфере экологического здоровья.^[13]

Противораковые свойства

Бактериоцины, производимые молочнокислыми бактериями, проявляют многообещающие противораковые свойства, ингибируя рост различных раковых клеток как in vitro, так и in vivo. Механизмы их противоопухолевого действия включают индукцию апоптоза, нарушение клеточного цикла, подавление миграции клеток и ангиогенеза. Хотя исследования бактериоцинов как противораковых агентов находятся на ранней стадии, предварительные результаты показывают их потенциал в качестве нового класса противоопухолевых препаратов с низкой токсичностью и высокой селективностью в отношении раковых клеток.^[14]

Применение

В консервировании пищевых продуктов бактерицины, такие как низин, используются для подавления роста бактерий, вызывающих порчу и заболевания. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно около 600 миллионов человек во всем мире заболевают от употребления загрязненных пищевых продуктов, и использование бактериоцинов может значительно снизить этот показатель. В пищевой промышленности низин одобрен более чем в 50 странах и широко применяется в производстве сыров, мясных продуктов и консервированных овощей. Исследования показывают, что добавление бактериоцинов может продлить срок годности продуктов на 20–50%, что способствует снижению пищевых потерь и экономическим преимуществам для производителей. ^[15]

При использовании бактериоцинов в упаковочных материалах наблюдается снижение количества Listeria innocua более чем на 3 логарифмических порядка в сыре через 120 часов хранения при 4°C. ^[15]

Примечания

↑ Бактериоциногения / Лиходед В. Г. // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1975. — Т. 2 : Антибиотики — Беккерель. — 608 с. : ил.
↑ A. de Jong, S. A. F. T. van Hijum, J. J. E. Bijlsma, J. Kok, O. P. Kuipers. BAGEL: a web-based bacteriocin genome mining tool // Nucleic Acids Research. — 2006-07-01. — Т. 34, вып. Web Server. — С. W273–W279. — ISSN 0305-1048. — doi:10.1093/nar/gkl237.
↑ Riadh Hammami, Abdelmajid Zouhir, Jeannette Ben Hamida, Ismail Fliss. BACTIBASE: a new web-accessible database for bacteriocin characterization // BMC Microbiology. — 2007-10-17. — Т. 7, вып. 1. — С. 89. — ISSN 1471-2180. — doi:10.1186/1471-2180-7-89.
↑ Naclerio G, Ricca E, Sacco M, De Felice M (December 1993). "Antimicrobial activity of a newly identified bacteriocin of Bacillus cereus". Applied and Environmental Microbiology. 59 (12): 4313—6. Bibcode:1993ApEnM..59.4313N. doi:10.1128/AEM.59.12.4313-4316.1993. PMC 195902. PMID 8285719.
↑ Kawai Y, Kemperman R, Kok J, Saito T (October 2004). "The circular bacteriocins gassericin A and circularin A" (PDF). Current Protein & Peptide Science. 5 (5): 393—8. doi:10.2174/1389203043379549. PMID 15544534. S2CID 25735597.
↑ Pandey N, Malik RK, Kaushik JK, Singroha G (November 2013). "Gassericin A: a circular bacteriocin produced by lactic acid bacteria Lactobacillus gasseri". World Journal of Microbiology & Biotechnology. 29 (11): 1977—87. doi:10.1007/s11274-013-1368-3. PMID 23712477. S2CID 30931536.
↑ Mørtvedt CI, Nissen-Meyer J, Sletten K, Nes IF (June 1991). "Purification and amino acid sequence of lactocin S, a bacteriocin produced by Lactobacillus sake L45". Applied and Environmental Microbiology. 57 (6): 1829—34. Bibcode:1991ApEnM..57.1829M. doi:10.1128/AEM.57.6.1829-1834.1991. PMC 183476. PMID 1872611.
↑ Bogaardt C, van Tonder AJ, Brueggemann AB (July 2015). "Genomic analyses of pneumococci reveal a wide diversity of bacteriocins - including pneumocyclicin, a novel circular bacteriocin". BMC Genomics. 16 (1): 554. doi:10.1186/s12864-015-1729-4. PMC 4517551. PMID 26215050.
↑ Michel-Briand Y, Baysse C (2002). "The pyocins of Pseudomonas aeruginosa". Biochimie. 84 (5—6): 499—510. doi:10.1016/s0300-9084(02)01422-0. PMID 12423794.
↑ Kabuki T, Saito T, Kawai Y, Uemura J, Itoh T (February 1997). "Production, purification and characterization of reutericin 6, a bacteriocin with lytic activity produced by Lactobacillus reuteri LA6". International Journal of Food Microbiology. 34 (2): 145—56. doi:10.1016/s0168-1605(96)01180-4. PMID 9039561.
↑ Wescombe PA, Upton M, Dierksen KP, Ragland NL, Sivabalan S, Wirawan RE, et al. (February 2006). "Production of the lantibiotic salivaricin A and its variants by oral streptococci and use of a specific induction assay to detect their presence in human saliva". Applied and Environmental Microbiology. 72 (2): 1459—66. Bibcode:2006ApEnM..72.1459W. doi:10.1128/aem.72.2.1459-1466.2006. PMC 1392966. PMID 16461700.
↑ Müller I, Lurz R, Geider K (July 2012). "Tasmancin and lysogenic bacteriophages induced from Erwinia tasmaniensis strains". Microbiological Research. 167 (7): 381—7. doi:10.1016/j.micres.2012.01.005. PMID 22381912.
↑ Yu Wang, Xiaojia Fu, Yue Wang, Jun Wang, Lingcong Kong, Haiyong Guo. Antibacterial Activity and Cytotoxicity of the Novel Bacteriocin Pkmh (англ.) // International Journal of Molecular Sciences. — 2024-01. — Vol. 25, iss. 17. — P. 9153. — ISSN 1422-0067. — doi:10.3390/ijms25179153.
↑ Alaa Kareem Niamah, Shayma Thyab Gddoa Al-Sahlany, Deepak Kumar Verma, Rakesh Mohan Shukla, Ami R. Patel, Soubhagya Tripathy, Smita Singh, Deepika Baranwal, Amit Kumar Singh, Gemilang Lara Utama, Mónica L. Chávez González, Wissal Audah Hassan Alhilfi, Prem Prakash Srivastav, Cristobal Noe. Aguilar. Emerging lactic acid bacteria bacteriocins as anti-cancer and anti-tumor agents for human health // Heliyon. — 2024-09. — Т. 10, вып. 17. — С. e37054. — ISSN 2405-8440. — doi:10.1016/j.heliyon.2024.e37054.
↑ ¹ ² Kohima Kirtonia, Molla Salauddin, Kaushik Kumar Bharadwaj, Siddhartha Pati, Ankita Dey, Mohammad Ali Shariati, Vijay Kumar Tilak, Elena Kuznetsova, Tanmay Sarkar. Bacteriocin: A new strategic antibiofilm agent in food industries // Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. — 2021-09-01. — Т. 36. — С. 102141. — ISSN 1878-8181. — doi:10.1016/j.bcab.2021.102141.

Литература

Колицины // Ветеринарный энциклопедический словарь — М.: Советская энциклопедия, 1981. — 640 с.
Егоров Н. С., Баранова И. П. Бактериоцины. Образование, свойства, применение (неопр.) (1999). Дата обращения: АНТИБИОТИКИ И ХИМИОТЕРАПИЯ, № 6, стр. 33-40.. Архивировано 1 октября 2007 года.

[1] Бактериоциногения / Лиходед В. Г. // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1975. — Т. 2 : Антибиотики — Беккерель. — 608 с. : ил.

[2] A. de Jong, S. A. F. T. van Hijum, J. J. E. Bijlsma, J. Kok, O. P. Kuipers. BAGEL: a web-based bacteriocin genome mining tool // Nucleic Acids Research. — 2006-07-01. — Т. 34, вып. Web Server. — С. W273–W279. — ISSN 0305-1048. — doi:10.1093/nar/gkl237.

[3] Riadh Hammami, Abdelmajid Zouhir, Jeannette Ben Hamida, Ismail Fliss. BACTIBASE: a new web-accessible database for bacteriocin characterization // BMC Microbiology. — 2007-10-17. — Т. 7, вып. 1. — С. 89. — ISSN 1471-2180. — doi:10.1186/1471-2180-7-89.

[4] Naclerio G, Ricca E, Sacco M, De Felice M (December 1993). "Antimicrobial activity of a newly identified bacteriocin of Bacillus cereus". Applied and Environmental Microbiology. 59 (12): 4313—6. Bibcode:1993ApEnM..59.4313N. doi:10.1128/AEM.59.12.4313-4316.1993. PMC 195902. PMID 8285719.

[5] Kawai Y, Kemperman R, Kok J, Saito T (October 2004). "The circular bacteriocins gassericin A and circularin A" (PDF). Current Protein & Peptide Science. 5 (5): 393—8. doi:10.2174/1389203043379549. PMID 15544534. S2CID 25735597.

[6] Pandey N, Malik RK, Kaushik JK, Singroha G (November 2013). "Gassericin A: a circular bacteriocin produced by lactic acid bacteria Lactobacillus gasseri". World Journal of Microbiology & Biotechnology. 29 (11): 1977—87. doi:10.1007/s11274-013-1368-3. PMID 23712477. S2CID 30931536.

[7] Mørtvedt CI, Nissen-Meyer J, Sletten K, Nes IF (June 1991). "Purification and amino acid sequence of lactocin S, a bacteriocin produced by Lactobacillus sake L45". Applied and Environmental Microbiology. 57 (6): 1829—34. Bibcode:1991ApEnM..57.1829M. doi:10.1128/AEM.57.6.1829-1834.1991. PMC 183476. PMID 1872611.

[8] Bogaardt C, van Tonder AJ, Brueggemann AB (July 2015). "Genomic analyses of pneumococci reveal a wide diversity of bacteriocins - including pneumocyclicin, a novel circular bacteriocin". BMC Genomics. 16 (1): 554. doi:10.1186/s12864-015-1729-4. PMC 4517551. PMID 26215050.

[9] Michel-Briand Y, Baysse C (2002). "The pyocins of Pseudomonas aeruginosa". Biochimie. 84 (5—6): 499—510. doi:10.1016/s0300-9084(02)01422-0. PMID 12423794.

[10] Kabuki T, Saito T, Kawai Y, Uemura J, Itoh T (February 1997). "Production, purification and characterization of reutericin 6, a bacteriocin with lytic activity produced by Lactobacillus reuteri LA6". International Journal of Food Microbiology. 34 (2): 145—56. doi:10.1016/s0168-1605(96)01180-4. PMID 9039561.

[11] Wescombe PA, Upton M, Dierksen KP, Ragland NL, Sivabalan S, Wirawan RE, et al. (February 2006). "Production of the lantibiotic salivaricin A and its variants by oral streptococci and use of a specific induction assay to detect their presence in human saliva". Applied and Environmental Microbiology. 72 (2): 1459—66. Bibcode:2006ApEnM..72.1459W. doi:10.1128/aem.72.2.1459-1466.2006. PMC 1392966. PMID 16461700.

[12] Müller I, Lurz R, Geider K (July 2012). "Tasmancin and lysogenic bacteriophages induced from Erwinia tasmaniensis strains". Microbiological Research. 167 (7): 381—7. doi:10.1016/j.micres.2012.01.005. PMID 22381912.

[13] Yu Wang, Xiaojia Fu, Yue Wang, Jun Wang, Lingcong Kong, Haiyong Guo. Antibacterial Activity and Cytotoxicity of the Novel Bacteriocin Pkmh (англ.) // International Journal of Molecular Sciences. — 2024-01. — Vol. 25, iss. 17. — P. 9153. — ISSN 1422-0067. — doi:10.3390/ijms25179153.

[14] Alaa Kareem Niamah, Shayma Thyab Gddoa Al-Sahlany, Deepak Kumar Verma, Rakesh Mohan Shukla, Ami R. Patel, Soubhagya Tripathy, Smita Singh, Deepika Baranwal, Amit Kumar Singh, Gemilang Lara Utama, Mónica L. Chávez González, Wissal Audah Hassan Alhilfi, Prem Prakash Srivastav, Cristobal Noe. Aguilar. Emerging lactic acid bacteria bacteriocins as anti-cancer and anti-tumor agents for human health // Heliyon. — 2024-09. — Т. 10, вып. 17. — С. e37054. — ISSN 2405-8440. — doi:10.1016/j.heliyon.2024.e37054.

[:0-15] ¹ ² Kohima Kirtonia, Molla Salauddin, Kaushik Kumar Bharadwaj, Siddhartha Pati, Ankita Dey, Mohammad Ali Shariati, Vijay Kumar Tilak, Elena Kuznetsova, Tanmay Sarkar. Bacteriocin: A new strategic antibiofilm agent in food industries // Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. — 2021-09-01. — Т. 36. — С. 102141. — ISSN 1878-8181. — doi:10.1016/j.bcab.2021.102141.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]