Lactobacillus plantarum - Lactobacillus plantarum

Lactobacillus plantarum
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Фирмикуты
Класс:
Бациллы
Порядок:
Лактобациллы
Семья:
Лактобациллы
Род:
Lactiplantibacillus
Виды:
L. plantarum
Биномиальное имя
Lactiplantibacillus plantarum
(Орла-Йенсен, 1919)
Bergey и другие. 1923; Чжэн и др., 2020

Lactiplantibacillus plantarum (ранее Lactobacillus plantarum) - широко распространенный представитель рода Lactiplantibacillus и обычно содержится во многих ферментированных пищевых продуктах, а также в анаэробных растительных веществах.[1] L. plantarum был впервые изолирован от слюна на основании его способности временно сохраняться в растениях, кишечнике насекомых и в кишечном тракте позвоночных животных, он был обозначен как кочевой организм. [2] [3] L. plantarum грамположительная бактерия в форме бациллы. L. plantarum клетки представляют собой стержни с закругленными концами, прямые, обычно шириной 0,9–1,2 мкм и длиной 3–8 мкм, встречающиеся поодиночке, парами или короткими цепочками.[4] L. plantarum имеет один из крупнейших геномы известен среди молочнокислые бактерии и является очень гибким и универсальным видом. По оценкам, он увеличивается между pH 3,4 и 8,8.[5] Lactobacillus plantarum может расти в диапазоне температур от 12 ° C до 40 ° C.[6]

Метаболизм

L. plantarum гомоферментативны, аэротолерантный Грамположительные бактерии которые растут при 15 ° C (59 ° F), но не при 45 ° C (113 ° F), и производят оба изомера молочная кислота (D и L ). Многие лактобациллы, включая L. plantarum необычны тем, что могут вдыхать кислород и выделять цитохромы если в питательной среде присутствуют гем и менахинон. [7] [8] В отсутствие гема и менахинона кислород потребляется НАДН-пероксидазой с пероксид водорода как промежуточный продукт и вода как конечный продукт. [7] [8] Предполагается, что перекись действует как оружие, исключающее конкурирующие бактерии из источника пищи. Вместо защитного фермента супероксиддисмутаза присутствует почти во всех других толерантных к кислороду клетках, этот организм накапливает миллимолярные количества марганец полифосфат. Марганец также используется L. plantarum в псевдокаталаза для снижения уровня реактивного кислорода. Потому что химия, с помощью которой комплексы марганца защищают клетки от повреждения кислородом, нарушается утюг эти ячейки практически не содержат атомов железа; напротив, ячейка кишечная палочка сопоставимого объема содержит более миллиона атомов железа. Из-за этого, L. plantarum нельзя использовать для создания активных ферментов, требующих гем сложные, такие как истинные каталазы.[9]

L. plantarum, как и многие лактобациллы, можно культивировать с использованием Г-ЖА средства массовой информации.[10]

Геномы

Секвенирование генома молочнокислой бактерии L. plantarum WCFS1 показывает больше молекулярных деталей. Хромосома содержит 3 308 274 пары оснований.[11] Содержание GC L. plantarum составляет 44,45% при среднем количестве белка 3063. Согласно эксперименту Центра пищевых наук Вагенингена, количество рРНК L. plantarum WCFS1 - 15, а количество тРНК - 70.[4]

Продукты

Силос

Lactobacillus plantarum это наиболее распространенная бактерия, используемая в силос инокулянты. В анаэробных условиях силосования эти организмы быстро доминируют в микробной популяции, и в течение 48 часов они начинают производить молочную и уксусную кислоты через Путь Эмбден-Мейерхоф, что еще больше снижает их конкуренцию. В этих условиях L. plantarum штаммы, продуцирующие высокий уровень гетерологичный было обнаружено, что белки остаются высококонкурентными. Это качество могло бы позволить использовать этот вид в качестве эффективной биологической предварительной обработки для лигноцеллюлозная биомасса.[12]

Продукты питания

L. plantarum обычно содержится в молочных продуктах, мясе и многих овощных ферментациях, включая кислая капуста, соленые огурцы, в рассоле оливки, Корейский кимчи, Нигерийский Оги, закваска, и другой ферментированный растительный материал, а также некоторые сыры, ферментированные колбасы, и вяленая рыба. Высокий уровень этого организма в пище также делает его идеальным кандидатом для развития пробиотики. В исследовании 2008 года Хуаны Фриас и др., L. plantarum применялся для снижения аллергенности соевая мука. Результат показал, что по сравнению с другими микробами, L. plantarumферментированная соевая мука показала самое высокое снижение IgE иммунореактивность (96–99%), в зависимости от чувствительности используемой плазмы. L. plantarum также находится в Дадия, традиционный ферментированный буйвол молоко Племя минангкабау, Индонезия.[13]

Терапия

Поскольку он в изобилии, имеет человеческое происхождение и его легко выращивать, L. plantarum был протестирован на воздействие на здоровье. Он был идентифицирован как пробиотик, что предполагает его ценность для дальнейших исследований и применения.[14] L. plantarum обладает значительной антиоксидантной активностью, а также помогает поддерживать кишечная проницаемость.[15] Он способен подавлять рост газообразующих бактерий в кишечнике и может принести пользу некоторым пациентам, страдающим от СРК.[16] Это помогает создать баланс микробов и стабилизировать структуру пищеварительных ферментов.[11] Lactobacillus plantarum было обнаружено в экспериментах по увеличению гиппокамп нейротрофический фактор головного мозга, что значит L. plantarum может сыграть полезную роль в лечении депрессии.[17] Способность L. plantarum выжить в желудочно-кишечный тракт человека делает возможным in vivo средство доставки терапевтических соединений или белков.

L. plantarum является составной частью VSL # 3. Этот запатентованный стандартизованный состав живых бактерий может использоваться в сочетании с традиционными методами лечения язвенный колит и требует рецепта.[18]

Антимикробное свойство

Способность L. plantarum производить антимикробные вещества помогает им выжить в желудочно-кишечный тракт людей. Полученные антимикробные вещества показали значительное влияние на Грамположительный и Грамотрицательные бактерии.

Активность против СПИД-определяющих заболеваний

В результате первоначального ВИЧ инфекции кишечник оказался главным центром иммунной активности.[19] Иммунная система ' Клетки Панета кишечника атаковать ВИЧ, производя Интерлейкин 1 бета (IL-1β), что приводит к обширному сопутствующему повреждению - отслаиванию плотной оболочки кишечника, которое проявляется как серьезное понос. Это разрушение слизистой оболочки кишечника позволяет проникнуть грибковым патогенам, например, Криптококк видов, в результате чего СПИД-определяющее заболевание такие как криптококкоз, что составляет от 60% до 70% всех случаев СПИДа,[20] но не обязательно только кишечник. В макаки резус, L. plantarum способен уменьшать (разрушать) IL-1β, снимая воспаление и ускоряя восстановление кишечника в течение нескольких часов.[19]

Биохимия

Целиком геном был недавно секвенирован, и промоутер библиотеки были разработаны как для условной, так и для конститутивной экспрессии генов, добавляя полезности L. plantarum. Он также обычно используется как индикаторный организм в ниацин биоанализ эксперименты, в частности, AOAC International Официальный метод 944.13, так как это ниацин ауксотроф.[21][22]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Чжэн, Цзиньшуй; Виттук, Стейн; Сальветти, Элиза; Franz, Charles M.A.P .; Харрис, Хью М.Б .; Маттарелли, Паола; О’Тул, Пол В .; Горшок, Бруно; Вандамм, Питер; Уолтер, Йенс; Ватанабэ, Коичи (2020). «Таксономическое примечание к роду Lactobacillus: описание 23 новых родов, исправленное описание рода Lactobacillus Beijerinck 1901 и объединение Lactobacillaceae и Leuconostocaceae». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии,. 70 (4): 2782–2858. Дои:10.1099 / ijsem.0.004107. ISSN  1466-5026.CS1 maint: лишняя пунктуация (ссылка на сайт)
  2. ^ Duar, Rebbeca M .; Lin, Xiaoxi B .; Чжэн, Цзиньшуй; Мартино, Мария Елена; Гренье, Теодор; Перес-Муньос, Мария Элиза; Леулье, Франсуа; Gänzle, Michael; Уолтер, Йенс (2017). «Образ жизни в переходный период: эволюция и естественная история рода Lactobacillus». Обзор микробиологии FEMS. 41 (Supp_1): S27 – S48. Дои:10.1093 / femsre / fux030. ISSN  0168-6445.
  3. ^ Мартино, Мария Елена; Байджанов, Джумамурат Р .; Кэффри, Брайан Э .; Wels, Michiel; Жонкур, Полин; Хьюз, Сандрин; Жилле, Бенджамин; Kleerebezem, Michiel; van Hijum, Sacha A. F. T .; Леулье, Франсуа (2016). «Кочевой образ жизни Lactobacillus plantarum выявлен сравнительной геномикой 54 штаммов, выделенных из разных местообитаний». Экологическая микробиология. 18 (12): 4974–4989. Дои:10.1111/1462-2920.13455. ISSN  1462-2920. PMID  27422487.
  4. ^ а б Ландете, Хосе Мария; Родригес, Эктор; Куриэль, Хосе Антонио; Де лас Ривас, Бланка; Де Фелипе, Феликс Лопес; Муньос, Росарио (2010). «Разложение фенольных соединений, обнаруженных в оливковых продуктах, штаммами Lactobacillus plantarum». Оливки и оливковое масло для здоровья и профилактики заболеваний. С. 387–396. Дои:10.1016 / B978-0-12-374420-3.00043-7. ISBN  9780123744203.
  5. ^ Э. Жиро, Б. Лелонг и М. Реймбо. 1991. Влияние pH и начальной концентрации лактата на рост Lactobacillus plantarum Прикладная микробиология и биотехнология. 36 (1): 96–99.
  6. ^ З. Матейчекова и другие. 2016. Характеристика роста Lactobacillus plantarum в молоке в зависимости от температуры. Acta Chimica Slovaca. 9 (2) 104—108.
  7. ^ а б Gänzle, M.G. (2015). «Пересмотр молочного метаболизма: метаболизм молочнокислых бактерий при ферментации и порче пищевых продуктов». Текущее мнение в области пищевой науки. 2: 106–117. Дои:10.1016 / j.cofs.2015.03.001. ISSN  2214-7993.
  8. ^ а б Педерсен, Мартин Б.; Гауду, Филипп; Лешардёр, Дельфина; Пети, Мари-Аньес; Грусс, Александра (2012-04-10). «Аэробный метаболизм при дыхании у молочнокислых бактерий и их использование в биотехнологии». Ежегодный обзор пищевой науки и технологий. 3 (1): 37–58. Дои:10.1146 / annurev-food-022811-101255. ISSN  1941-1413.
  9. ^ Kono, Y .; Фридович, И. (1983). «Функциональное значение марганцевой каталазы в Lactobacillus plantarum». Журнал бактериологии. 155 (2): 742–6. Дои:10.1128 / jb.155.2.742-746.1983. ЧВК  217745. PMID  6874643.
  10. ^ Wegkamp, ​​A .; Teusink, B .; Де Вос, W.M .; Smid, E.J. (2010). «Разработка минимальной питательной среды для Lactobacillus plantarum». Письма по прикладной микробиологии. 50 (1): 57–64. Дои:10.1111 / j.1472-765X.2009.02752.x. PMID  19874488. S2CID  9353126.
  11. ^ а б «Lactobacillus plantarum - микробевики». microbewiki.kenyon.edu. Получено 2018-05-12.
  12. ^ Ким, Джэ-Хан; Блок, Дэвид Э .; Миллс, Дэвид А. (2010). «Одновременное потребление пентозы и гексозы: оптимальный микробный фенотип для эффективной ферментации лигноцеллюлозной биомассы». Прикладная микробиология и биотехнология. 88 (5): 1077–1085. Дои:10.1007 / s00253-010-2839-1. ЧВК  2956055. PMID  20838789.
  13. ^ Nybom, Sonja M. K .; Колладо, М. Кармен; Surono, Ingrid S .; Salminen, Seppo J .; Мерилуото, Юсси А. О. (2008). «Влияние глюкозы на удаление Microcystin-LR жизнеспособными коммерческими штаммами пробиотиков и штаммами, выделенными из ферментированного молока Дадих». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 56 (10): 3714–3720. Дои:10.1021 / jf071835x. PMID  18459790.
  14. ^ "Lactobacillus plantarum | Виноградарство и энология". wineserver.ucdavis.edu. Архивировано из оригинал на 2018-05-04. Получено 2018-05-12.
  15. ^ Bested, Alison C .; Логан, Алан С .; Селхуб, Ева М. (2013). «Кишечная микробиота, пробиотики и психическое здоровье: от Мечникова до современных достижений: Часть II - современные контекстные исследования». Кишечные патогены. 5 (1): 3. Дои:10.1186/1757-4749-5-3. ЧВК  3601973. PMID  23497633.
  16. ^ Бикскерт Хименес, М. (2009). "Лечение синдрома раздраженного кишечника пробиотиками: наконец-то этиопатогенный подход?". Revista Española de Enfermedades Digestivas. 101 (8): 553–64. Дои:10,4321 / с1130-01082009000800006. PMID  19785495.
  17. ^ Bested, Alison C .; Логан, Алан С .; Селхуб, Ева М. (2013). «Кишечная микробиота, пробиотики и психическое здоровье: от Мечникова до современных достижений: Часть III - переход к клиническим испытаниям». Кишечные патогены. 5 (1): 4. Дои:10.1186/1757-4749-5-4. ЧВК  3605358. PMID  23497650.
  18. ^ Дюпон, Эндрю; Ричардс, Дэвид М .; Jelinek, Katherine A .; Крил, Джозеф; Рахими, Эрик; Гури, Йезаз (2014). «Систематический обзор рандомизированных контролируемых исследований пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков при воспалительном заболевании кишечника». Клиническая и экспериментальная гастроэнтерология. 7: 473–87. Дои:10.2147 / CEG.S27530. ЧВК  4266241. PMID  25525379.
  19. ^ а б Silvestri, G .; и другие. (2014). «Раннее восприятие инфекции SIV на слизистой оболочкой клетками Панета индуцирует выработку IL-1β и инициирует нарушение эпителия кишечника». Патогены PLOS. 10 (8): e1004311. Дои:10.1371 / journal.ppat.1004311. ЧВК  4148401. PMID  25166758. Сложить резюме – Медицинский Экспресс (30 августа 2014 г.).
  20. ^ Криптококкоз ЦНС при ВИЧ в eMedicine
  21. ^ Tsuda, H .; Matsumoto, T .; Ишим, Ю. (2011). «Анализ биотина, ниацина и пантотеновой кислоты с использованием лиофилизированной Lactobacillus plantarum ATCC 8014». Журнал диетологии и витаминологии. 57 (6): 437–40. Дои:10.3177 / jnsv.57.437. PMID  22472287.
  22. ^ Leblanc, J.G .; и другие. (2011). «Производство витаминов группы В молочнокислыми бактериями - текущие знания и потенциальные применения». Журнал прикладной микробиологии. 111 (6): 1297–1309. Дои:10.1111 / j.1365-2672.2011.05157.x. PMID  21933312. S2CID  22065043.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка