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Las bacteriocinas son toxinas proteicas producidas por las bacterias para inhibir el crecimiento de la cepa bacteriana similares o estrechamente relacionados. Se consideran generalmente como antibióticos de espectro estrecho, aunque esto ha sido objeto de debate. Ellos son fenomenológicamente análoga a la levadura y los factores de matanza de paramecio, y son estructuralmente, funcionalmente, y ecológicamente diversa.

Las bacteriocinas fueron descubiertos por primera vez por A. Gratia en 1925. Estuvo involucrado en el proceso de búsqueda de maneras de matar a las bacterias, que también resultó en el desarrollo de antibióticos y el descubrimiento de bacteriófago, todo dentro de un lapso de unos pocos años. Él llamó a su primer descubrimiento de un colicine porque mató a E. coli.

Clasificación de las bacteriocinas

Las bacteriocinas se clasifican en varias maneras, incluyendo la cepa productora, los mecanismos de resistencia comunes, y el mecanismo de matanza. Hay varias grandes categorías de bacteriocinas que son sólo fenomenológicamente relacionados. Estos incluyen las bacteriocinas de bacterias gram-positivas, las colicinas, los microcins, y las bacteriocinas de Archaea. Las bacteriocinas de E. coli se llaman colicinas. Son las bacteriocinas estudiados más largas. Ellos son un grupo diverso de bacteriocinas y no incluyen todas las bacteriocinas producidas por E. coli. Por ejemplo las bacteriocinas producidas por Staphylococcus warneri se llaman como warnerin o warnericin. De hecho, uno de los más antiguos conocidos llamados colicinas fue llamado colicina V y ahora se conoce como microcina V. Es mucho más pequeño y producida y secretada de manera diferente a los colicinas clásicos.

Este sistema de nomenclatura es problemático por una serie de razones. En primer lugar, nombrando bacteriocinas por lo que supuestamente matan sería más preciso si su espectro de asesinato eran contiguas a género o especie designaciones. Las bacteriocinas poseen espectros de frecuencia que exceda de los límites de su taxones llamado y casi nunca matan a la mayoría de los taxones para los que se nombran. Además, la nomenclatura original se deriva generalmente no a partir de la cepa sensible a la bacteriocina mata, pero en lugar del organismo que produce la bacteriocina. Esto hace que el uso de este sistema de denominación de una base problemático para la teoría, por lo tanto, los sistemas de clasificación alternativos.

Las bacteriocinas que contienen el aminoácido lantionina modificado como parte de su estructura se denominan lantibióticos.

Métodos de clasificación

Los métodos alternativos de clasificación incluyen: método de matanza, la genética, el peso molecular y la química y el método de producción.

Uno de los métodos de clasificación se ajusta a las bacteriocinas en la Clase I, Clase IIa/b/c, y Clase III.

Clase I bacteriocinas

Las bacteriocinas de clase I son inhibidores de péptidos pequeños e incluyen nisina y otros lantibióticos.

Clase II bacteriocinas

Las bacteriocinas de clase II son pequeñas proteínas termoestables. Esta clase se subdivide en cinco subclassses. Las bacteriocinas de clase IIa son el subgrupo más grande y contienen un consenso N-terminal de la secuencia-Tyr-Gly-Asn-Gly-Val-Xaa-Cys a través de este grupo. El C-terminal es responsable de la actividad específica de la especie, causando fugas celular-por permeabilización de la pared celular de destino.

Bacteriocinas de clase IIa tienen un gran potencial para su uso en la conservación de alimentos, así como las aplicaciones médicas, debido a su fuerte actividad antilisterial, y una amplia gama de actividades. Un ejemplo de la clase IIa bacteriocina es pediocina PA-1.

Las bacteriocinas de clase IIb requieren dos péptidos diferentes para la actividad. Un tal ejemplo es lactococcin G, que la permeabilización de las membranas celulares para los iones monovalentes tales como Na y K, pero no para los divalents. Casi todos estos bacteriocinas tienen un GxxxG motivos. Este motivo también se encuentra en las proteínas transmembrana en las que participan en las interacciones hélice-hélice. Las bacteriocinas motivos GxxxG pueden interactuar con los adornos en las membranas de las células bacterianas y matar a las bacterias al hacerlo.

Clase IIc abarca péptidos cíclicos, que posee las regiones C-terminales covalentely enlaces N-terminal y. Enterocina AS-48 es el prototipo de este grupo. Clase IId cubierta bacteriocinas solo péptido, que no son post-traducido modificados y no muestran la firma pediocina similar. El mejor ejemplo de este grupo es la aureocin altamente estable A53 - Esta bacteriocina es estable en un entorno muy ácido, no se ve afectada por las proteasas y termorresistentes. La subclase más recientemente propuesto es el IIe clase, que abarca las bacteriocinas compuestas por tres o cuatro no pediocina como péptidos. El mejor ejemplo es aureocin A70, una bacteriocina cuatro péptidos, altamente activa frente a L. monocytogenes, con una enorme aplicación biotecnológica.

Clase III bacteriocinas

Bacteriocinas de clase III son grandes, bacteriocinas proteínas termolábiles. Esta clase se subdivide en dos subclases: subclase IIIa y IIIb o bacteriolysins subclase. Subclase IIIa comprende aquellos péptidos que matan a las células bacterianas por la degradación de la pared celular, lo que provoca la lisis celular. El mejor estudiado es bacteriolysin lysostaphin, un péptido de 27 kDa que hydrolises varios Staphylococcus spp. paredes celulares, principalmente S. aureus. Subclase IIIb, por el contrario, comprende aquellos péptidos que no causan lisis celular, matando a las células diana mediante la interrupción de la potencial de la membrana, lo que provoca ATP flujo de salida.

Clase IV bacteriocinas

Bacteriocinas Clase IV se definen como bacteriocinas complejos que contienen lípidos o hidratos de carbono moities. Datos experimentales de confirmación se estableció hace poco con la caracterización de Sublancin y Glycocin F por dos grupos independientes.

Bases de datos

Dos bases de datos de bacteriocinas están disponibles: Panecillo y BACTIBASE.

Importancia médica

Las bacteriocinas son de interés en la medicina porque están hechos por bacterias no patógenas que normalmente colonizan el cuerpo humano. La pérdida de estas bacterias inofensivas siguientes el uso de antibióticos puede permitir que las bacterias patógenos oportunistas para invadir el cuerpo humano.

Las bacteriocinas también se han sugerido como un tratamiento para el cáncer. Ellos han mostrado una promesa clara como agente de diagnóstico de algunos tipos de cáncer, pero su estado como una forma de terapia sigue siendo experimental y fuera el hilo conductor de la investigación del cáncer. En parte, esto se debe a las preguntas sobre su mecanismo de acción y la presunción de que los agentes antibacterianos no tienen ninguna conexión obvia para matar las células tumorales de mamíferos. Algunas de estas cuestiones se han abordado, al menos en parte.

Las bacteriocinas se ensayaron como medicamentos contra el SIDA, pero no progresaron más allá de las pruebas in vitro sobre líneas celulares.

Producción

Hay muchas formas de demostrar la producción de bacteriocina, dependiendo de la sensibilidad y la intensidad de trabajo deseada. Para demostrar su producción, los técnicos inocular apuñalar a múltiples cepas en múltiples placas de Petri de agar de nutrientes separados, se incuba a 30 º C durante 24 h., Superposición de cada placa con una de las cepas, se incuba de nuevo a 30 º C durante 24 h. Después de este proceso, la presencia de bacteriocinas se puede deducir si hay zonas de inhibición del crecimiento alrededor de puñaladas. Esta es la forma más sencilla y menos sensible. Se suele confundir fago de bacteriocinas. Algunos métodos del sistema de producción con la radiación UV, mitomicina C, o golpe de calor. Radiación UV y mitomicina C se utilizan debido a que el daño en el ADN que producen estimula la respuesta SOS. Rayas Cruz puede ser sustituido para los céspedes. Del mismo modo, la producción en caldo puede ser seguido por goteo el caldo en un césped bacteriano naciente, o incluso filtrándola. Precipitación y alguna purificación pueden ayudar a excluir fago lisogénico y lítico del ensayo.

Las bacteriocinas por nombre