Penicillium chrysogenum

Penicillium chrysogenum (antes chamado Penicillium notatum) é unha especie de fungo do xénero Penicillium ao que se lle atribuíu a produción de penicilina (pero véxase máis abaixo). É un fungo tipo mofo común en rexións temperadas e subtropicais e pode encontrarse en produtos alimenticios salgados,^[1] pero atópase principalmente en ambientes de interior, especialmente en edificios húmidos ou danados pola auga.^[2]

Penicillium chrysogenum
Clasificación científica
Reino: Fungi División: Ascomycota Clase: Eurotiomycetes Orde: Eurotiales Familia: Trichocomaceae Xénero: Penicillium Especie: Penicillium chrysogenum Thom (1910)

A taxonomía destes mofos foi especialmente complicada. Tamén foi complicado determinar que cepa ou especie producía a penicilina. P.chrysogenum foi recoñecido como un complexo de especies que incluía P. notatum, P. meleagrinum e P. cyaneofulvum.^[3] O Sétimo Congreso Botánico Internacional celebrado en Viena, Austria en 2005 adoptou o nome P. chrysogenum como nome conservado (nomen conservandum).^[4] Pero análises de filoxenia molecular feitas en 2011 estableceron que P. chrysogenum é unha especie distinta e que P. notatum (o seu sinónimo máis popular) é, en realidade, P. rubens, e é este o verdadeiro produtor orixinal da penicilina.^[5][6] Non obstante, na literatura recente segue aparecendo a especie produtora de penicilina con distintas designacións.

Raramente se informou que fose causa de doenzas en humanos.^[7] Tradicionalmente, considérase fonte de varios antibióticos β-lactámicos, moi especialmente da penicilina. Outros metabolitos secundarios de P. chrysogenum son: roquefortina C, meleagrina,^[8] crisoxina,^[9] 6-MSA^[10] YWA1/melanina,^[11] andrastatina A,^[12] funxisporina,^[13] ácidos secalónicos, sorbicilina,^[14][15] e PR-toxina.^[16]

Como moitas outras especies do xénero Penicillium, P. chrysogenum xeralmente reprodúcese formando cadeas secas de espores (ou conidios) en conidióforos con forma de brocha. Os conidios son transportados por correntes de aire a novos sitios de colonización. En P. chrysogenum, os conidios son azuis ou azul-verdosos e o mofo ás veces exsuda un pigmento amarelo. Porén, P. chrysogenum non pode identificarse baseándose só na cor. Cómpre facer observacións da morfoloxía e características microscópicas para confirmar a súa identidade e a secuenciación de ADN é esencial para distinguilo das especies estreitamente relacionadas como P. rubens. O estadio sexual de P. chrysogenum descubriuse en 2013 apareando cultivos na escuridade en ágar de avea suplementado con biotina, despois de que se determinasen por amplificación por PCR os tipos de apareamento (MAT1-1 ou MAT1-2) das cepas.^[17]

As esporas asexuais transportadas polo aire de P. chrysogenum son importantes como alérxenos humanos. Considérase que as serina proteases vacuolar e alcalina son as principais proteínas alerxénicas.^[18]

P. chrysogenum utilizouse industrialmente para producir penicilina e xantocilina X, para tratar os residuos de polpa de madeira, e para producir os encimas poliamina oxidase, fosfogluconato deshidroxenase e glicosa oxidase.^[16][19]

Ciencia

O descubrimento da penicilina marcou o comezo da nova dos antibióticos derivados de microorganismos. A penicilina é un antibiótico illado do mofo Penicillium en crecemento nun fermentador. O mofo crece nun cultivo líquido que conteña azucre e outros nutrientes, incluíndo unha fonte de nitróxeno. A medida que o mofo crece vai consumindo o azucre e só empeza a producir penicilina cando consumiu a maior parte dos nutrientes para o seu crecemento.

Historia

Artigos principais: Penicilina#Historia das penicilinas e Historia da penicilina.

Xenética e evolución

A capacidade de producir penicilina parece que evolucionou hai millóns de anos e é unha característica compartida por outros fungos relacionados. Crese que serve para competir coas bacterias, aínda que algunhas destas desenvolveron a capacidade de producir penicilinases, encimas que degradan a penicilina, o que as fai resistentes á penicilina.^[20]

Os principais xenes responsables da produción de penicilina, pcbAB, pcbC e penDE están estreitamente ligados formando un agrupamento ou cluster no cromosoma 1 do fungo.^[21] Algunhas cepas altamente produtoras de penicilina utilízanse para a produción industrial dese antibiótico e conteñen múltiples copias en tándem do cluster xénico da penicilina.^[22]

De modo similar a outros fungos filamentosos, as técnicas de edición do xenoma baseados en CRISPR/Cas9 poden utilizarse para modificar o xenoma de Penicillium chrysogenum.^[23]