Стрептомицеты

? Актиномицеты
Streptomyces sp.
Научная классификация
Царство: Бактерии Отдел: Актиномицеты Класс: Actinobacteria Порядок: Actinomycetales Семейство: Стрептомицетовые Род: Стрептомицеты
Латинское название
Streptomyces Waksman and Henrici 1943
Виды
Многочисленные (547 видов[1]), включая: Streptomyces albustypus Streptomyces ambofaciens Streptomyces achromogenes Streptomyces avermitilis Streptomyces coelicolor Streptomyces clavuligerus Streptomyces felleus Streptomyces ferralitis Streptomyces filamentosus Streptomyces griseus Streptomyces hygroscopicus Streptomyces iysosuperficus Streptomyces lividans Streptomyces noursei Streptomyces scabies Streptomyces somaliensis Streptomyces thermoviolaceus Streptomyces violaceoruber
Систематика на Викивидах Изображения на Викискладе ITIS 189411 NCBI 1883

Стрептомице́ты (лат. Streptomyces) — род актиномицетов семейства стрептомицетовых (Streptomycetaceae) порядка Actinomycetales, является самым большим родом семейства (более 500 видов). Основными средами обитания являются почва и слои морской воды. Известны как продуценты многих антибиотиков^[2]. Streptomyces scabies является фитопатогеном — вызывает паршу (англ. scab) картофеля^[3]; Streptomyces bikiniensis способен вызывать бактериемию человека^[4]; известны другие виды, вызывающие заболевания человека. Благодаря выделению летучего соединения — геосмина, имеют характерный «землистый» запах. Описаны в 1943 году Henrici и Зельманом Ваксман, американским микробиологом и биохимиком, лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине (1952) за «открытие стрептомицина, первого антибиотика, эффективного при лечении туберкулёза».

Геном

Геномы представителей рода Streptomyces представлены линейными, так и кольцевыми двуцепочечными молекулами ДНК. Хромосома Streptomyces coelicolor A3(2) представляет собой линейную молекулу ДНК размером 8667507 п.н., содержащую 7825 гена, кодирующих белки, процент % Г+Ц пар составляет 72,1 %^[5]. Геном Streptomyces avermitilis также представлен линейной двуцепочечной молекулой ДНК размером 9025608 п.н., содержащую 7581 гена, кодирующих белки, процент % Г+Ц пар составляет 70,7 %^[6]. Линейная хромосома Streptomyces scabies имеет размер 10148695 п.н., процент % Г+Ц пар составляет 71,45 %^[7]. Геном Streptomyces griseus штамма IFO 13350 имеет размер 8545929 п.н., содержит 7138 предсказанных открытых рамок считывания, процент % Г+Ц пар составляет 72,2 %^[8]. Другой необычной особенностью геномов представителей рода Streptomyces, кроме наличия больших линейных хромосом, является наличие линейных же длинных палиндромных плазмид ^[9], например Streptomyces coelicolor A3(2) имеет две плазмиды SCP1 и SCP2, представляющие собой линейные двуцепочечные молекулы ДНК размером 356023 и 31317 п.н. соответственно, и содержащие соответственно 449 и 40 генов^[10].

Использование в биотехнологии

Род Streptomyces является самым крупным родом, синтезирующим антибиотики и используется с 1940—1950 г. в промышленном производстве антибиотиков^[11]. Сейчас представители рода Streptomyces активно используются в генной инженерии как хозяева для клонирования и экспрессии чужеродной ДНК^[12], так как в клетках Streptomyces происходит корректная упаковка белков и гликозилирование, белок затем секретируется в окружающую среду^[13], в отличие от широко используемой для этой цели Escherichia coli^[14][15].

Антибиотики

Представители рода Streptomyces продуцируют большое количество антибиотиков, активных против микроскопических грибков, бактерий и опухолевых клеток.

Антибиотики, активные против микроскопических грибков

Основная статья: Полиеновые антибиотики

• Нистатин (продуцент S. noursei)
• Амфотерицин B (продуцент S. nodosus)
• Натамицин (продуцент S. natalensis)

Некоторые антибактериальные антибиотики

• Эритромицин (продуцент S. erythreus)
• Неомицин (продуцент S. fradiae)
• Стрептомицин (продуцент S. griseus, исторически первый антибиотик, выделенный из представителя рода Streptomyces)
• Тетрациклин (продуцент S. rimosus)
• Ванкомицин (продуцент S. orientalis)
• Рифамицин (продуцент S. mediterranei, сейчас чаще используется полусинтетический антибиотик рифампицин)
• Левомицетин (хлорамфеникол) (продуцент S. venezuelae)
• Пуромицин (продуцент S. alboniger)
• Линкомицин (продуцент S. lincolnensis)

Некоторые противоопухолевые антибиотики

• Даунорубицин (продуценты S. peucetius и S. coeruleorubidis)
• Доксорубицин (продуценты S. coeruleorubidus и S. peucetius)
• Блеомицин (представляет собой A2-фракцию, изолированную из культуры S. verticillus, содержащую собственно противоопухолевый антибиотик)

Некоторые другие вещества, синтезируемые представителями рода Streptomyces

• Физостигмин (алкалоид, продуцент S. griseofuscus)
• Такролимус (иммуносупрессивный препарат, относящийся к группе природных макролидов. Продуцируется S. tsukubaensis)
• Аллозамидин (ингибитор всех описанных ныне хитиназ семейства 18, проявляет биологическую активность против насекомых, грибов, а также Plasmodium falciparum)

См. также

• Антибиотики
• Изобретение антибиотиков
• Ваксман, Зельман

Примечания

1. ↑ Streptomyces file 1
2. ↑ Streptomyces in Nature and Medicine: The Antibiotic Makers — Worthen 63 (2): 273 — Journal of the History of Medicine and Allied Sciences
3. ↑ Factsheet — Streptomyces scabies
4. ↑ CDC — Streptomyces bikiniensis Bacteremia
5. ↑ S. coelicolor Genome Project
6. ↑ Genome Project of Streptomyces avermitilis_AverGenome
7. ↑ Streptomyces scabies
8. ↑ Genome Sequence of the Streptomycin-Producing Microorganism Streptomyces griseus IFO 13350 — Ohnishi et al. 190 (11): 4050 — The Journal of Bacteriology
9. ↑ Long palindromes formed in Streptomyces by nonrecombinational intra-strand annealing — Genes & Development
10. ↑ DNA Molecule Information
11. ↑ Watve MG, Tickoo R, Jog MM, Bhole BD (November 2001). «How many antibiotics are produced by the genus Streptomyces?». Arch. Microbiol. 176 (5): 386–90. DOI:10.1007/s002030100345. PMID 11702082.
12. ↑ Practical Streptomyces Genetics
13. ↑ ScienceDirect — Trends in Biotechnology : Heterologous biopharmaceutical protein expression in Streptomyces
14. ↑ ScienceDirect — Current Opinion in Biotechnology : Streptomyces: a host for heterologous gene expression
15. ↑ SpringerLink — Journal Article

Ссылки

• Streptomyces
• Streptomyces
• Streptomyces.org.uk