Roman potente antimikrobielle Wirkstoffe, die aus thermophilen Bakterium

Universität Groningen Mikrobiologen und Ihre Kollegen aus Litauen entdeckt eine neue glycocin, ein kleines antimikrobielles Peptid mit einer Zucker-Gruppe befestigt ist, das aus einem thermophilen Bakterium und ist stabiler bei relativ hohen Temperaturen. Sie ist es auch gelungen, bei der übertragung der Gene erforderlich, um diese glycocin zu einem E.-coli – Bakterium. Dies erleichtert die Herstellung und Untersuchung dieser Verbindung, die verwendet werden könnten, die in der Produktion von Biokraftstoffen. Diese Ergebnisse wurden veröffentlicht in „Nature Communications“ am 7. März.

Der Anstieg von Antibiotika-Resistenzen hat, beflügelte die Suche nach neuen Antibiotika. Bacteriocins — Peptid-Toxine, die von Bakterien zu hemmen Wachstum in ähnliche oder Verwandte Bakterienstämme, — sind eine mögliche alternative zu den traditionellen Antibiotika. Bacteriocins würde auch nützlich sein, zum Schutz Hochtemperatur-Fermentationen vermittelt durch thermophile Bakterien. Dies würde aber erfordern die Verwendung von bacteriocins, die sind stabil bei höheren Temperaturen.

Mystery

‚Das ist, warum wir daran interessiert waren, zu finden, daß die thermophilen Bakterium Aeribacillus palladius, isoliert aus dem Boden über einer ölquelle in Litauen erschien, um produzieren eine antibakterielle Peptid“, sagt die Universität Groningen Professor für Molekularbiologie, Oscar Kuipers. So weit, Aufreinigung und Identifizierung der Verbindung war nicht erfolgreich. Daher, Ph. D. student Arnoldas Kaunietis der Universität Vilnius und verbrachte fast zwei Jahre in Kuipers‘ lab das Rätsel zu lösen. Er ist der erste Autor auf dem neuen Papier.

Durch die Analyse von genomischen Informationen aus der litauischen Bakterien mit BAGEL4-software, entwickelt von Anne de Jong und Auke van Heel in Kuipers‘ – Gruppe, die Gene, sind verantwortlich für die Produktion des bacteriocin entdeckt wurden und die letzten gene Produkt erhielt den Namen pallidocin. Die BAGEL4 software sucht für gen-Cluster mit der potentiellen Fähigkeit zur Produktion neuartiger Antibiotika.

Zucker

Die antimikrobielle stellte sich heraus, dass ein glycocin, der Zugehörigkeit zu einer Klasse von post-Translational erfolgen modifizierte Peptide. Dies bedeutet, dass nach seiner Produktion, die eine oder mehr funktionelle Gruppen Hinzugefügt werden, um das Peptid. Im Fall von glycocins, dieser funktionellen Gruppe ist ein Zucker. „Nur fünf andere glycocins bekannt waren, so weit“, sagt Kuipers.

Zur Erleichterung der weiteren Forschung und engineering dieser peptide, die Gene, die verantwortlich für die Produktion von pallidocin übertragen wurden E. coli BL21 (DE3) Bakterien. ‚Die expression der Gene gearbeitet, das ist ein echter Durchbruch, da es schwer ist, auszudrücken, einen ganzen antimikrobiellen gen-cluster von gram-positiven Bakterienstamm direkt in ein gram-negatives Bakterium und das Produkt sekretiert wird.‘

Biokraftstoff

Nach der Isolierung pallidocin, die Wissenschaftler waren in der Lage zu bestätigen, dass es sehr hitzebeständig und weist extrem starke Aktivität gegen bestimmte thermophile Bakterien. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung der Sequenz von pallidocin Biosynthese-Gene in BAGEL4, zwei ähnliche Peptide entdeckt wurden zwei verschiedene Stämme von Bacillus – Bakterien. Diese Peptide, die mit Namen Hyp1 und Hyp2, waren auch erfolgreich, ausgedrückt in den E. coli – Stamm. „Dies zeigt, dass der Ausdruck system funktioniert gut für verschiedene glycocins; es ist in der Lage, Sie zu produzieren in vivo“, sagt Kuipers.

Pallidocin die nützlich sein könnten in hoch-Temperatur-Fermentationen, die verwendet werden, um Biokraftstoffe oder Chemische Bausteine. Die höhere Temperatur macht es leichter, sich zu erholen volatile Produkte wie ethanol, sondern reduziert auch das Risiko der Kontamination mit gemeinsamen Bakterien. Aber die Belastungen, die mit thermophilen Bakterien möglich ist. „Sowohl die pallidocin und Hyp1 aktiv zu sein scheint gegen thermophile Bakterien und einige Bacillus – Arten“, sagt Kuipers. Und es könnte sein, mehr Anwendungen: ‚die Kontamination von thermophiles, ist auch ein problem in der Lebensmittelindustrie.‘