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| ストレプトマイセス・ラベンデュラエ | |
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科学的分類 
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| ドメイン： | 細菌 |
| 門: | 放線菌類 |
| クラス： | 放線菌 |
| 注文： | 放線菌類 |
| 家族： | 放線菌科 |
| 属: | ストレプトマイセス |
| 種： | S.ラベンダー
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| 二名法名 | |
| ストレプトマイセス・ラベンデュラエ (ワクスマンとカーティス 1916) ワクスマンとヘンリシ 1948 (承認リスト 1980)
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| 亜種 | |
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| 同義語 | |
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ストレプトマイセス ラベンデュラエは、ストレプトマイセス属の細菌の一種です。世界中の土壌から分離されており、医療上有用な生物活性代謝物を生産することで知られています。この生物の写真を見るには、ここをクリックしてください。
説明と意義
ストレプトマイセス・ラベンデュラエは1916年に初めて土壌から分離され、[1]それ以来世界中の多くの土壌から分離されている。ラベンダー色の気中菌糸を持ち無色で生育するのを特徴とするが、白色の変異体も観察されている。放線菌目は、幅広い生物活性代謝物を作る能力で知られる生物から構成される。[2] S. lavendulaeは、ストレプトトリシン[3]やラベンダマイシン[4]など多くの医療上有用な抗生物質を生産するが、気中菌糸を持たず抗生物質を生産できない変異株もいくつか存在する。[5]
細胞の形態と生理学
放線菌はグラム陽性菌で、菌糸と呼ばれる細胞の複雑な分岐ネットワークを持つ構造が真菌に似ています。世界中のさまざまな土壌から分離したストレプトマイセス ラベンダーの株は形態学的にも生理学的にも多様で、まっすぐな気中菌糸を生成する株もあれば、らせん状の菌糸を形成する株もあります。 [6] 菌糸の色は白からラベンダー色、深紅までさまざまです。これらの菌糸は後に表面が滑らかな楕円形の胞子を生成します。S . lavendulaeのすべての株は有機培地で濃い色素を生成しますが、その色は茶色から緑がかった黒までさまざまです。[7] S. lavendulae は20 °C から 43 °C で成長し、最適温度は 37 °C です。成長と胞子形成は pH 5.0-8.0 で起こり、最適 pH は 7.0 です。[8]
代謝
ストレプトマイセスは、細胞外酵素の産生を通じて、糖、アミノ酸、アルコールなど、代謝の一部としてさまざまな化合物を利用する能力を持っています。S . lavendulaeの炭素利用研究では、グルコース、フルクトース、アラビノースを基質として、良好または中程度の成長が見られました。 [9]
ゲノム構造
ほとんどの細菌は環状染色体を持っているが、放線菌の染色体はすべて線状で、8～9Mbとかなり大きい。[10] [11] さらに、放線菌のゲノムには、ローリングサークル複製 プラスミドなどの染色体外遺伝要素が含まれている。[12] これらの染色体外遺伝要素は、自身の遺伝子だけでなく染色体遺伝子も他の放線菌宿主に輸送することが示されている。[13]これは、細胞間で遺伝情報を交換するための経路を提供し、生物間で抗生物質耐性 を伝達するメカニズムを提供する可能性がある。ある研究では、放線菌が産生する抗生物質であるストレプトトリシン耐性の遺伝子が、グラム陰性細菌内のプラスミド上に見つかった。[14]
病理学
ストレプトマイセス・ラベンデュラエは病原体として特定されておらず、人間の病気の原因となることも知られていない。
医学的重要性
抗生物質の製造
ストレプトマイセス属の糸状土壌細菌は、製薬業界や農薬業界で使用される生物活性化合物の重要な供給源です。実際、ストレプトマイセス属の細菌は、商業的および医学的に有用な抗生物質の75％を生産しています。[15] 1942年、放線菌によって生成される抗生物質であるストレプトスリシンが、 S. lavendulae の菌株によって生成されることが発見されました。 [16]
多くの天然化合物は、人間の病気の治療に使用される薬の発見につながっています。微生物から抽出された22,500の生物活性化合物のうち、45％は放線菌類由来です。[17] 1956年、ストレプトマイセス・ラベンデュラエがマイトマイシンCと呼ばれる抗生物質を産生することが発見され、がん細胞に対する細胞毒性効果が研究されてきました。[18]
抗生物質耐性
ストレプトスリシンを産生するS. lavendulaeの培養物は、この抗生物質の作用に耐性があることが観察されている。 [19] 多くの研究は、抗生物質生合成遺伝子の隣に耐性遺伝子が位置しており、単一の抗生物質に対する耐性の複数の経路が存在することを示している。[20] S. lavendulaeによって産生される抗生物質であるマイトマイシン C (MC) は、活性化された薬剤が DNA の相補鎖に共有結合すると細胞毒性を示す。[21] 放線菌は平均70% のG+C 含有量を含み、MC の有害な作用に対して非常に敏感である。S . lavendulaeには、MC に対する耐性の遺伝子座が3 つ知られている。最初の遺伝子座 (mcr) は、酸化プロセスによって体内で MC を不活性化する 2 つの遺伝子をコードしている。[22] 2 番目の遺伝子座 (mrd) は、薬剤の活性化を防ぐ複合体として MC と結合する。[23] 3番目の遺伝子座（mct）は、細胞からのMCの排泄に関与する膜関連タンパク質をコードしています。[24] これらの抗生物質耐性遺伝子は、MC生合成遺伝子クラスター内で密接にリンクされています。この協調的な遺伝子調節は、多重耐性遺伝子座と相まって、 S. lavendulaeにMC抗生物質耐性を効果的に付与します。
参考文献
- ^ Waksman SA、Curtis RE . 1916.土壌の放線菌。Soil Sci. 1 :99-134。
- ^ Ikea H, Ishikawa J, Hanamoto A, Shinose M, Kikuchi H, Shiba T, Sakaki Y, Hattori M, Omura S . 2003.産業用微生物ストレプトマイセス・アベルミティリスの完全ゲノム配列と比較分析。Nat Biotechnol. 21 :526-531。
- ^ Waksman SA、Bugie E、Schatz A。1944年。土壌微生物からの抗生物質の分離、特にストレプトトリシンとストレプトマイシンについて。メイヨークリニックスタッフ会議議事録。19 （ 23）：537-548。
- ^ Balitz DM, Bush JA, Bradner WT, Doyle TW, O'Herron FA, Nettleton DE . 1982. Streptomyces lavendulaeからの新しい抗生物質ラベンダマイシンの単離。J Antibiot (東京) 。35 (3):259-65。
- ^ Waksman SA, Schatz A . 1945. 菌株特異性と抗生物質の生産。VI Actinomyces lavendulae による菌株変異とストレプトスリシンの生産。Proc Natl Acad Sci. 31 :208-214。
- ^ Waksman SA、Harris D、Lechevalier M. 1951. Streptomyces Lavendulaeに関する研究。ニュージャージー農業試験場。62 : 149-161。
- ^ Mencher JR, Heim AH . 1962. Streptomyces lavendulaeによるメラニン生合成。微生物学。28 : 665-670。
- ^ 柴田正之、上田正之、木戸勇、戸谷尚文、中島亮、寺住良一. 1980. Streptomyces lavendulae株No.K-82が産生する新しい抗生物質K-82Aと微量成分。抗生物質ジャーナル。33 : 11 1231-1235。
- ^ Nishimura M, Inouye S. 2000. Streptomyces lavendulae H646-SY2における炭水化物のコレステロールエステラーゼ生合成に対する阻害効果。Journal of Bioscience and Bioengineering。90 :5 564-566。
- ^ Lin YS, Kieser HM, Hopwood DA, Chen CW . 1994. Streptomyces lividans 66の染色体DNAは直線状である。Mol Microbial. 14 (5):1103.
- ^ Redenbach M, Kieser HM, Denapaite D, Eichner A, Cullum J, Kinashi H, Hogwood DA . 1996. 8 Mb Streptomyces coelicolor A3(2)染色体の順序付けられたコスミドのセットと詳細な遺伝的および物理的マップ。Mol Microbial. 21 :77-96.
- ^ Kieser T、Hopwood DA、Wright HM、Thompson CJ。1982年。「pIJ101、マルチコピーの広範囲宿主ストレプトマイセスプラスミド：機能分析とDNAクローニングベクターの開発」Mol Gen Genet。185 （ 2）：223-228。
- ^ Hosted TJ、Wang T、Horan AC . 2004. Streptomyces lavendulae IMRU 3455 線状プラスミド pSLV45 の特性評価。微生物学。150 : 1819-1827。
- ^ Tschäpe H、Tietze E、Prager R、Voigt W、Wolter E、Seltmann G。 1984. グラム陰性菌におけるプラスミド媒介ストレプトスリシン耐性。プラスミド。12 :3 189-196。
- ^ Miyadoh S. 1993. 過去10年間の日本における抗生物質スクリーニングに関する研究：微生物生産アプローチ。Actinomycetologica. 9 :100-106。
- ^ Waksman SA、Woodruff HB . 1942. ストレプトスリシン、特にグラム陰性菌に対して有効な新しい選択的細菌静止および殺菌剤。Proc Soc Exptl Biol Med. 49 :207-210。
- ^ Demain AL、Sanchez S. 2009.微生物による新薬の発見：80年間の進歩。J Antibiot. 62 :5-16。
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- ^ Cundliffe E. 1992.抗生物質生産菌の自己防衛機構Ciba Found Symp. 171 :199-214.
- ^ Iyer VN、Szybalski W . 1964. マイトマイシンとポルフィロマイシン：DNAの活性化と架橋の化学的メカニズム。サイエンス。145 ： 55-56。
- ^ August PR、Rahn JA、Flickinger MC、Sherman DH。1996年。Streptomyces lavendulaeからのマイトマイシンC耐性遺伝子産物（MCRA）の誘導合成。Gene：遺伝子とゲノムに関する国際ジャーナル。175 ： 261-267。
- ^ Sheldon PJ、Johnson DA、August PR、Liu HW、Sherman DH 。 1996年。産生生物Streptomyces lavendulaeのマイトマイシン結合薬剤耐性メカニズムの特徴付け。Journal of Bacteriology。179 :5 1796-1804。
- ^ Sheldon PJ、Mao Y、He M、Sherman DH。1999年。「Streptomyces lavendulaeのマイトマイシン耐性には、新しい薬剤結合タンパク質依存性輸出システムが含まれる。」Journal of Bacteriology。181 : 8 2507-2512。
外部リンク
- BacDive の Streptomyces lavendulae の標準株 - 細菌多様性メタデータ