Aktinomisetler, çeşitli alanlarda önemli uygulamalara sahip olan birincil ve ikincil metabolitleri ürettikleri bilinmektedir. Aynı zamanda endüstriyel ölçekte üretilen çok çeşitli önemli enzimler için umut verici bir kaynaktır. Piyasadaki antibiyotiklerin çoğu bu bakterilerden elde edilir. Kanser tedavisi için faydalı enzim inhibitörleri ve bağışıklık tepkisini artıran immünomodülatörler üretirler. Çeşitli hidrokarbonları, böcek ilaçlarını ve alifatik ve aromatik bileşikleri parçalama yeteneğine sahiptirler. Ticari değeri yüksek bir alan olan organik bileşiklerin mikrobiyal dönüşümlerini gerçekleştirirler. Birkaç Actinomycetes cinsinin üyeleri, yeterince kullanılmayan tarımsal ve kentsel atıkları yüksek değerli kimyasal ürünlere biyolojik olarak dönüştürmek için kullanılabilir. Aktinomisetler bitki biyoteknolojisinde de önemlidir çünkü bitki patojenlerine karşı antagonistik aktiviteye sahip suşlar biyolojik kontrolde faydalıdır. Metabolik potansiyeli güçlü bir araştırma alanı sunar.
Antimikrobiyaller (ilaç üretimi)
Aktinomisetler, sağlık ve beslenme açısından büyük önem taşıyan çeşitli ilaçların üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. Son zamanlarda, çoklu ilaca dirençli patojenik bakterilerin neden olduğu hastalıklar artmaktadır, bu nedenle çoklu ilaca dirençli patojenlere karşı etkili yeni antibiyotik arayışları artmaktadır. Yeni yapılara sahip doğal ürünlerin faydalı biyolojik aktivitelere sahip olduğu gözlemlenmiştir. Antibakteriyel bileşiklerin kimyasal sentezi ve mühendislik biyosentezi alanlarındaki büyük ilerlemelere rağmen, doğa her zaman yeni antibiyotikler için mevcut en zengin ve en çeşitli kaynak olmaya devam etmektedir. Şimdiye kadar binlerce antibiyotik keşfedilmiş olmasına rağmen, bazı antibiyotiklerin toksik doğası kullanımlarını sınırlandırmıştır. Bu sorunun üstesinden gelmek için daha etkili ve toksik yan etkileri olmayan yeni antibiyotik arayışları devam etmektedir.
Daha önce de belirtildiği gibi antibiyotik direnci en büyük sağlık sorunlarından biridir. Bu sorunu çözmenin bir yolu, yeni bir etki mekanizmasına sahip yeni antibiyotikler aramaktır. Çoğu antibiyotiğin mikroorganizmalardan, özellikle Actinomyces bakterilerinden türetildiği gösterilmiştir. Dünyadaki antibiyotiklerin yaklaşık %80’inin, çoğunluğu Streptococcus türü ve Micromonospora türü olan Actinomyces bakterisinden elde edildiği bilinmektedir. Özellikle Streptomyces türleri, birçoğu güçlü antibiyotikler olan ikincil metabolitler olan yaklaşık 7.600 bileşik üretir ve bu onları ilaç endüstrisinde kullanılan birincil antibiyotik üreticileri yapar. Streptomyces cinsinin ticari olarak önemli üstün bileşikler üretebilmesinin nedeni, bu bakterilerin çok büyük DNA tamamlayıcısıdır. Son 50 yılda 12.000’den fazla antibiyotiğin keşfedildiği tahmin edilmektedir, bunların yaklaşık %70’i aktinomisetler ve geri kalan %30’u ipliksi mantarlar ve etki etmeyen ürünlerdir. Actinomyces bakterisinden elde edilen antibiyotiklerden bazıları şunlardır:
• aminoglikozidler (streptomisin ve kanamisin),
• Ansamisinler (rifampin),
• antrasiklinler (doksorubisin),
• & # 946; -laktam (sefalosporinler),
• Makrolidler (Tetrasiklin)
Streptomyces suşları bilinen antibiyotiklerin çoğunu üretmek için kullanılmıştır ve bu organizmaların potansiyel rakiplerini öldürmek için antibiyotik ürettikleri bilinmektedir. Kullanılan ilk antibiyotiklerden biri Streptomyces griseus tarafından üretilen streptomisin idi. Aslında, farklı streptokok türleri, ticari ve tıbbi açıdan faydalı antibiyotiklerin yaklaşık %75’ini oluşturur. Yeni antibiyotikler taranırken birçok çalışma streptokok mantarlarının farklı habitatlardan izole edilmesine yöneliktir. Farklı beslenme ve kültürel koşullar bir çocuğun yeteneğini etkileyebilir. Ardışık antibiyotik üreten bakteriler ve dolayısıyla mezoyapı, üreten organizmanın metabolik kapasitesiyle birlikte antibiyotik biyosentezini büyük ölçüde etkiler.
Actinomyces cerevisiae, kimyasal yapıları, antimikrobiyal etkileri, hayvanlara toksisiteleri ve kemoterapötik potansiyelleri bakımından farklılık gösteren çeşitli antibiyotiklerin üretiminde kullanılmaktadır. Şimdiye kadar Actinomycetes’ten izole edilen antibiyotiklerin bazıları ham müstahzarlardır ve diğerleri kristaldir. Ancak lizozim, aktinomisin, mikromonosporin, streptotrisin, streptomisin ve misetinin kimyasal yapıları hakkında önemli bilgiler elde edilmiştir. Bazı aktinomisetler birden fazla antibiyotik üretir ve farklı suşlar aynı antibiyotiği üretebilir. Bu nedenle, bir antibiyotik, kimyasal yapısı ve spektrumunun gösterdiği gibi, farklı aktinomisetler tarafından üretildiğinde bile aynı olabilir.
enzimler
Deniz ve karasal aktinomisetler tarafından çeşitli biyoaktif enzimler üretilir. Hücre dışı sindirime yardımcı olan hücrelerden amilaz salgılarlar. Bu enzim, nişastayı hidrolize etme kabiliyetinden dolayı gıda endüstrisi, fermantasyon ve tekstil gibi biyoteknolojik uygulamalarda kağıt endüstrilerinde büyük önem taşımaktadır. Aktinomisetlerin bir diğer önemli yönü, selülozun ve ilgili degusakarit selüloz türevlerinin glukozidik bağlarını hidrolize eden bir grup hidrolitik enzim olan selülazın üretilmesidir. Lipazlar farklı aktinomiset, bakteri ve mantar türlerinden üretilmekte ve ayrıca deterjan, gıda, oleokimya, diagnostik preparat endüstrileri ile farmasötik alan endüstrilerinde kullanılmaktadır.
Çeşitli doğal kaynaklardan, ayrıca bitki dokularından ve kök topraklarından birkaç aktinomiset izole edilmiştir. Biyolojik işlevleri esas olarak bakterilerin izole edildiği kaynaklara bağlıdır. Özellikle Streptococcus mantarlarının, kültür ortamına çok sayıda proteaz salgıladıkları bilinmektedir. Benzer şekilde, aktinomisetlerin, esas olarak topraktan izole edilenler gibi bir dizi aktinomiset tarafından üretilen mükemmel bir L-asparaginaz kaynağı olduğu gösterilmiştir. Örneğin S. griseus, streptomyces karnatakensis, streptomyces albidoflavus ve nocardia sp. Limon otu ve zencefil gibi çeşitli Tay bitkilerinin sapları ve kökleri, geleneksel Tayland tıbbında mide ağrısı ve astım için uzun süredir kullanılmaktadır. Bu bitkilerin rizosferi, yeni sekonder metabolitler üretme kabiliyetine sahip aktinomisetler için çekici bir kaynak olabilir.
Katalaz, kitinaz ve üreaz gibi enzimler de aktinomisetler tarafından üretilir. İlginç bir şekilde, kümes hayvanlarının tüylerini parçalayan bir enzim olan keratinaz, Nocradiopsis sp. Hindistan, Tamil Nadu’daki villuslardan izole edilen SD5’tir. Benzer şekilde tavuk ve keçi bağırsaklarından izole edilen aktinomisetler amilaz, proteaz, fitaz ve lipaz gibi çeşitli enzimlerin varlığını göstermiştir.
probiyotikler
Probiyotikler, yemin daha iyi kullanılmasını sağlayarak veya besin değerini artırarak ve konağın hastalığa tepkisini artırarak konakçı üzerinde çeşitli şekillerde faydalı etkiye sahip olan canlı mikrobiyal eksipiyanlardır. Diğer bazı önemli uygulamalara rağmen, deniz aktinomisetleri için bir probiyotik olarak kullanımına ilgi gösterilmiştir. Aktinomisetlerin karides vibrio spp. patojenlerine karşı potansiyeli. Deniz antimikrobiyal ajanları, yüzme havuzu suyunda nişasta ve protein gibi makromolekülleri parçalama yeteneklerinden dolayı potansiyel probiyotik suşları olarak üretilmiştir. Son zamanlarda, akuatik patojenlere karşı hastalıkların önlenmesinde deniz aktinomisetlerinin potansiyel kullanımı üzerine çeşitli çalışmalar yapılmıştır.
Siz ve ekibi, deniz aktinomisetinin biyofilmler tarafından üretilen biyofilmlere karşı potansiyel bir antibiyotik olarak aktiviteye sahip olduğu vibrio spp’nin ve neden olduğu hastalığın önlenmesi için aktinomiçeslerin kullanılmasını tavsiye ettiniz. Latha ve meslektaşları tarafından vibrio spp. üzerinde yürütülen başka bir çalışmada, tavuklardan izole edilen 18 aktinomiset probiyotik özellikleri açısından incelenmiştir. Sonuç olarak, Streptomyces sp JD9’un çok farklı probiyotik özelliklere sahip güçlü bir izolat olduğunu bildirmişlerdir.
Peptid Feromon Toplayıcı
İyi bir probiyotik adayı seçmek için en önemli kriterlerden biri, hücrelerin bir veya daha fazla suşla ters agregasyon işlemi olan agregasyondur. Bu konjugasyonun gerçekleşmesi için feromon üretimi, avcılara karşı savunma, eş seçimi ve grup saldırısı ile konukçu direncinin üstesinden gelmeyi içeren temel kriterlerden biridir. Özellikle, kültür süpernatanlarındaki seks feromon peptitlerinin sadece aynı türlerle değil, aynı zamanda ilgili türlerle de kümeleşmeyi teşvik ettiği gösterilmiştir. Bu nedenle, probiyotiklerin kendi kendine bir araya gelme yeteneği, gastrointestinal sistemin kolonizasyonu için bir ön koşul iken, pıhtılaştırıcılar, patojenik bakterilerle yakın etkileşim sağlar.
Peptit feromon aracılı sinyalleşme için uygun bir dizi çalışma olmasına rağmen, aktinomisetler söz konusu olduğunda bunlar eksiktir. Bu nedenle, Actinomycetes’in aktif sondasından feromon olan dağılabilir bir kümeleşmeyi teşvik eden faktörün izolasyonu ve saflaştırılması hakkında yakın tarihli bir rapor vardır. Ekip, keçilerin bağırsaklarından izole edilen Muthu Selvam streptomyces werraensis LD22’yi tanımladı. S. werraensis LD22, diğer aktinomiset izolatlarının toplanma eğilimini artıran ve biyofilm oluşturma yeteneğini geliştiren, ısıya dayanıklı, asidik, pH dirençli, düşük moleküler ağırlıklı bir peptit feromon salgılar.
vitaminler
Bakteriler veya aktinomisetler doğada bulunan B12 vitaminini üretebilirler. B12 vitamininin bakteriyel fermantasyondan izolasyonu, vitaminin mikrobiyal fermantasyon yoluyla potansiyel üretimine büyük ilgi uyandırdı. Ortama kobalt tuzlarının eklenmesi, tüm aktinobakterilerin vitamin üretmesi için bir öncü gibi görünmektedir. Kobalt oldukça etkili bir mikrop öldürücü olduğundan dikkatli bir şekilde eklenmelidir. Streptomisin, aureomisin, glisin ve neomisin antibiyotiklerini üreten fermantasyon, antibiyotik ara maddelerinin verimini açıkça etkilemeden kobalt ile desteklenirse, bir miktar B12 vitamini de üretilebilir. Çeşitli çalışmalar, antibiyotik üretmeyen kültürler olan bazı aktinomisetlerin antibiyotik üretenlere göre bu vitaminden daha fazla ürettiklerini göstermiştir. Leuconostoc citrovorum ve koenzim A. actinobacteria’nın diğer suda çözünen vitaminleri ürettiği gösterilmiştir.
Parfüm ve tat bileşiklerinin üretimi
Aktinomisetler uzun süredir küflü, sulu bir koku ile ilişkilendirilmiştir, ancak tatlı su kokusuna gerçek katkıları bilinmemektedir. Bununla birlikte, 1960’ların sonlarında, ikincil metabolitler Geosmin ve 2-metilizoborneol (MIB), aktinomiset kültürlerinden tanımlandı. Daha sonra aktinomisetler, içme suyunun tat ve kokusunun ana kaynakları olarak su endüstrisinde önem kazandı. Gaines ve Collins, deodorantların ve toprak kokularının asetik asit, asetaldehit, etil alkol, izobütil alkol, izobütil asetat ve amonyak gibi önemsiz bileşiklerin üretiminden kaynaklanabileceği sonucuna vardı.
Aromaya katkıda bulunan diğer bileşenlerin de üretilebildiği doğrulanmıştır. Actinomycetes’ten bir dizi koku üreten bileşik tanımlanmıştır. Yeterince arıtılmış su kaynaklarındaki toprak kokuları, bu tür kokulara sahip suyu içmenin güvenli olmadığını düşünen tüketiciler için endişe yaratır. Bu kokular, su hizmetlerinde klordan sonra bildirilen koku problemlerinin en yaygın ikinci nedenidir.
kaynak:
mmbr.asm.org/content/80/1/1
sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/actinobacteria
Researchgate.net/publication/294705164_An_Introduction_to_Actinobacteria
Eğitim Kursları. lumenlearning.com/boundless-microbiology/chapter/gram-positive-bacteria-and-actinobacteria/
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]
İlk Yorumu Siz Yapın