Стрептомицеты

Стрептомице́ты (лат. Streptomyces) — род актинобактерий из семейства Streptomycetaceae порядка Streptomycetales^[1], является самым большим родом семейства (668 видов^[1]). Основными средами обитания являются почва и слои морской воды. Известны как продуценты многих антибиотиков^[2]. Streptomyces scabies является фитопатогеном — вызывает паршу 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 Ваксманом, американским микробиологом и биохимиком, лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине (1952) за «открытие стрептомицина, первого антибиотика, эффективного при лечении туберкулёза».

Стрептомицеты
Научная классификация
Домен: Бактерии Тип: Актиномицеты Класс: Актиномицеты Порядок: Streptomycetales Cavalier-Smith 2002 Семейство: Streptomycetaceae Род: Стрептомицеты
Международное научное название
Streptomyces Waksman and Henrici 1943[1]
Типовой вид
Streptomyces albus (Rossi Doria 1891) Waksman and Henrici 1943
Виды
многочисленные, включая: Streptomyces ambofaciens Streptomyces achromogenes Streptomyces avermitilis Streptomyces coelicolor Streptomyces clavuligerus Streptomyces felleus Streptomyces ferralitis Streptomyces filamentosus Streptomyces griseus Streptomyces hygroscopicus Streptomyces lividans Streptomyces noursei Streptomyces scabies Streptomyces somaliensis Streptomyces thermoviolaceus Streptomyces violaceoruber
Систематика в Викивидах Изображения на Викискладе ITIS   189411 NCBI   1883 EOL   83069 MB   27349

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].

Исследователи с использованием Streptomyces синтезировали молекулу POP-FAME на основе которой можно производить авиатопливо^[16].

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)
• Антимицин A

Некоторые антибактериальные антибиотики

• Эритромицин (продуцент S. erythreus)
• Неомицин (продуцент S. fradiae)^[17]
• Стрептомицин (продуцент S. griseus, исторически первый антибиотик, выделенный из представителя рода Streptomyces)^[18]
• Тетрациклин (продуцент S. rimosus и S. aureofaciens)^[19]
• 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)^[20]
• Боромицин (продуцент S. antibioticus)^[21]
• Тартролоны (продуцент S. cellulosum)

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