ISME重磅 | 氨的生產—抗生素之外鏈黴菌的另一種抗菌策略

2021-03-05 微生態

點擊藍字↑↑↑「微生態」，輕鬆關注不迷路

推薦：江舜堯

編譯：Frank

編輯：小菌菌

荷蘭萊頓大學生物研究所與荷蘭生態研究所微生物生態學系Gilles P. van Wezel等人於2019年11月7日在The ISME Journal發表題目為《Production of ammonia as a low-cost and long-distance antibiotic strategy by Streptomyces species》的文章，該文章是首次報導大量土壤細菌（如鏈黴菌）通過空氣傳播產生的氨以主動殺死其他細菌。

土壤中的鏈黴菌是自然界的藥物製造者，目前一半以上的已知抗生素和許多其他具有生物活性的天然產物都由其生產。但是，這些細菌還會產生許多揮發性物質，這些分子會散布在土壤基質中，並可能遠距離影響其他（微）生物。本研究表明土壤和土表生長的鏈黴菌具有通過空氣傳播抗菌劑，從而遠距離殺死細菌的能力。鏈黴菌可以產生大量揮發性氨，通過將其分散在很遠的距離內來抑制革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的生長。甘氨酸是產生氨的前體，而甘氨酸裂解系統的失活使氨的生物合成失效，並伴隨著空氣傳播的抗生作用。大腸桿菌細胞利用降低孔蛋白主調控因子OmpR及其同源激酶EnvZ的表達，以在氨介導的抗菌作用中生存。最後，氨被證明可以增強經典抗生素的活性，這表明鏈黴菌採取了遠距離對敏感性競爭者產生抗生作用這一低成本策略。

文中重要圖片說明

圖1 | 鏈黴菌釋放的VCs的生物活性和代謝組學分析。

 

圖2 | 由於氨的高產量造成pH的升高。

 

圖3 |生物活性是由氨引起的。

 

圖4 | 生物活性是由氨以甘氨酸裂解依賴性方式引起的。

 

圖5 | 土壤中灰色鏈黴菌產生的揮發性氨對枯草芽孢桿菌的遠距離抑制。

 

圖6 | 大腸桿菌ompR-envZ啟動子中的插入序列決定了對氨的抗性。

 

圖7 | 鏈黴菌產生的揮發性化合物和可溶性抗生素之間的協同作用。

你可能還喜歡

綜述 | Journal of Hepatology | 腸-肝軸在肝病中的影響：治療的病理生理基礎

科研 | Microbiome：對健康個體腸道微生物群多樣性與人口學、環境和宿主基因的綜合評估

這些或許也適合你哦👇

臨床研究設計與實用醫學統計研討會（北京：2019年11月9-10號；上海：19年11月23-24號）

單細胞測序數據挖掘與課題設計、基金申請實戰會議（上海；11月30-12月1日）

微生態科研學術群期待與您交流更多微生態科研問題

（聯繫微生態老師即可申請入群）。

了解更多菌群知識，請關注「微生態」。

相關焦點

  • 臺灣學者發現石斑魚抗菌肽可替代傳統抗生素
    國立臺灣海洋大學食品科學系吳彰哲教授與中央研究院細胞與個體生物學研究所臨海研究站陳志毅副研究員合作，進行最新研究發現從石斑魚選殖合成之抗菌肽(epinecidin-1)，殺菌效果非常好，可取代傳統的抗生素。
  • 嘌呤核苷抗生素生物合成中一種不尋常的保護者保護策略
    在這裡，我們報告 PTN 和 Ara-A 的生物合成採用了一種不尋常的保護者保護策略。令我們驚訝的是，我們確定單個基因簇通過兩個獨立的途徑控制 PTN 和 Ara-A 的生物合成. 此外，我們驗證了 PenB 作為PTN 最後一步的可逆氧化還原酶。值得注意的是，我們提供了第一個直接的生化證據，證明 PTN 可以通過選擇性抑制宿主腺苷脫氨酶來保護 Ara-A 免於脫氨。
  • 疫情後,銀離子抗菌材料將成為健康產品的重要需求
    銀離子抗菌產品是指在用品原材料上添加了銀離子抗菌材料，使得原本普通的用品具備健康抗菌功能。可有效抑制細菌、真菌、黴菌等650種致病微生物的滋生和傳染；還具有自潔功能，有長效、經濟、方便等特點，與普通製品相比，抗菌製品可免去許多清洗保潔等繁雜勞動，能有效地避免細菌傳播，減少交叉感染、疾病傳播。
  • 黴菌毒素的知識都在這裡了!
    黴菌毒素是由一些真菌類，特別是麴黴菌、鐮刀黴、青黴菌、鏈格孢菌等真菌產生。這些黴菌毒素由幾百種化學成分不同的有毒化合物組成。在汙染比較嚴重的幾種黴菌毒素當中，黃麴黴毒素 B1（AFB1）是具有很強毒性的一種毒素，其毒性是氰化鉀的10倍，砒霜的68倍，被世界衛生組織的腫瘤研究機構（IARC）列為Ⅰ類致癌物質，並且 AFB1 的存在極為普遍，在農作物和飼料中廣泛存在。主要損害肝臟功能並有強烈的致癌、致畸、致突變作用，能引起肝癌，還可以誘發骨癌、腎癌、直腸癌、乳腺癌、卵巢癌等。
  • 黴菌毒素的危害
    造成嚴重的免疫抑制、繁殖障礙、生長緩慢、抗生素治療無效等問題;成為養殖業的頭號殺手，為養殖業造成不可估量的損失，有專家說：黴菌毒素是現在養殖業的萬病根源。現在很多養殖戶也逐漸認識到黴菌毒素的危害，開始使用各種脫黴劑，不管有沒有用，自認為用上脫黴劑就沒事了，可是你的脫黴劑真的用對沒有呢？      迄今為止已經分離和鑑定出來的黴菌毒素有300多種。
  • Sci Adv | 鏈黴菌社會中的分工
    在土壤微生物鏈黴菌 (Streptomyces) 中，一方面，它們的多細胞模式 (multicellularity) 生長代表了一種常見的生殖 (germ) -體 (soma) 細胞分工【3】(圖1)。
  • 黴菌毒素是中國豬群健康的第一殺手
    很顯然，這不是用簡單的操作失誤或疫苗質量等通俗判斷所能解釋的，其後必然有一種免疫抑制因子對這六頭母豬產生影響，甚至可以這樣講，這種免疫抑制因子強大到連PRRSV和PCV 的免疫反應也能抑制。 血檢中這種現象很普遍，可惜在分析結果時人們只注重陽性與陰性，合格與不合格的判讀，忽視了結果之間內在必然聯繫的分析。
  • 黴菌毒素賽鴿殺手
    黴菌毒素之來源和毒性        根據專家的研究報告，約有164種黴菌能產生大約200多種的黴菌毒素，而且各種毒素的毒力和致病性差異很大，毒力最強者當鴿子急性中毒時會立刻造成死亡，慢性中毒會造成癌症和其他組織器官的損傷和生理障礙
  • 噬菌體與抗生素替代
    烈性噬菌體的溶菌機制主要有兩種，一種主要為缺乏溶壁酶的小基因組噬菌體所使用的方式，其利用多肽在不同階段抑制宿主菌的胞壁質合成酶從而抑制宿主菌細胞壁的合成；另一種則主要利用穿孔素-內溶素系統，穿孔素在細胞膜上打孔，使內溶素可跨過孔徑接觸細胞壁從而發揮溶解作用。這兩種機制均能夠通過破壞宿主菌細胞壁而達到溶菌目的。
  • 夏良宙博士:影響豬只呼吸道疾病之管理因子---營養、氣候、社會、黴菌
    而與免疫力有關的營養因子就包括維生素A、B、E，Zn、Se，不飽和脂肪酸、W3，蛋白質，蛋氨酸（甲硫胺基酸）、羥丁胺基酸等。維生素A缺乏的豬，所合成的抗體量僅為正常的1/10不到。同時，維生素A可產生抗菌酵素，對各器官上皮細胞具有保護作用。豬只生長必須的生長激素的合成也需要維生素A，若生長激素合成不足，將對T細胞和B細胞產生不利影響。
  • 不同部位感染的抗生素應用經驗
    根據血藥濃度與效應關係,抗菌作用隨著血藥濃度的增加而提高,分次給藥可使總有效時間增加。β- 內醯胺類抗生素主張分次給藥。對於輕、中度感染可口服給藥,對於嚴重下呼吸道感染或合併其他疾病的患者主張靜脈給藥,並可聯合使用抗生素,一般二聯即可達滿意效果。
  • 念珠菌就是由黴菌引起的
    有時因儲存條件以及運輸過程所產生變化等諸多因素，也都會促使這些農作物種籽容易受到汙染使黴菌叢生，而招致黴菌毒素的殘留。本文就以黴菌毒素為主題，詳細介紹有關的資料提供給養鴿朋友參閱，呼籲大家在以後使用飼料時，能夠注意到保存條件，防止不必要的損失。★認識黴菌毒素首先要認識的是黴菌毒素和我們熟悉的抗生素，兩者都是黴菌的代謝物。
  • 抗菌≠消臭,消臭技術綜述!
    很多人會把抗菌和消臭放在一起，消臭織物與抗菌織物同屬於衛生功能織物的範疇, 但消臭與抗菌的概念不同。
  • 認識黴菌毒素及其危害
    有時候儲存條件及至運輸過程所產生變化等諸多因素，也都會促使這些農作物容易受到黴菌叢生，而招致黴菌毒素的殘留。本文就以黴菌毒素為主題，詳細介紹有關的資料提供給養鴿朋友參閱，呼籲大家在往後使用飼料時，能夠注意到保存條件，防止不必要的挫敗。    認識黴菌毒素　　首先要認識的是黴菌毒素和我們熟悉的抗生素，兩者都是黴菌的代謝物。
  • 被抗生素毀掉的中國人
    不是的大量的抗生素使用會造成一個極其可怕的後果——細菌的耐藥性越來越強就拿世界上第一種抗生素——青黴素來說吧我們全中國人民都很熟悉我們以前都用過90年前它誕生78年前開始批量生產高效、低毒、價格還便宜讓人類對細菌的抵抗又上了一個新的臺階全世界都歡欣鼓舞
  • 一定要小心,飼料中的「黴菌毒素」
    有時候儲存條件及至運輸過程所產生變化等諸多因素，也都會促使這些農作物容易受到黴菌叢生，而招致黴菌毒素的殘留。本文就以黴菌毒素為主題，詳細介紹有關的資料提供給養鴿朋友參閱，呼籲大家在往後使用飼料時，能夠注意到保存條件，防止不必要的挫敗。認識黴菌毒素：首先要認識的是黴菌毒素和我們熟悉的抗生素，兩者都是黴菌的代謝物。
  • 【國外技術】TSA(二氧化鈦/海藻酸鈉)納米複合材料改性後紙的光觸媒活性和抗菌性能
    同時，在抵抗沙門桿菌的抗菌效果上，相比其他微生物（例如白色念珠菌）的標準抗生素的抗菌效果要好。當向樣品中添加15%的TSA時，抗菌效果呈現最大。此外，研究發現：當向紙基中添加20%的TSA，紙頁的複合性能會被破壞。實驗結果證實了該類改性紙頁在衛生和食品包裝領域的應用具有可行性。最近，「光觸媒紙」概念的提出，再次提高了人們對特殊功能紙的認識。這類紙可發展用於降低有機物汙染和固定微生物。
  • 發酵工藝:11種固態發酵設備(技術)綜述及在飼料類發酵製品生產中的應用
    由於抗生素產品的濫用導致人類社會產生了嚴重的抗生素，飼料行業抗生素已全面禁用，目前對於促生長類抗生素的最佳替代方案即是通過添加微生物類飼料添加劑，以期提高料肉比，提升飼料轉化率。下表11種促生長類抗生素產品已全面禁用：序號名稱作用適用動物1土黴素鈣預混劑促生長預防疾病增強抵抗力
  • 哈伯與合成氨 漲知識
    一方面由於這一礦藏有限，另一方面，軍事工業生產炸藥也需要大量的硝石，因此解決氮肥來源必須另闢途徑。一些有遠見的化學家指出：考慮到將來的糧食問題，為了使子孫後代免於飢餓，我們必須寄希望於科學家能實現大氣固氮。因此將空氣中豐富的氮固定下來並轉化為可被利用的形式，在20世紀初成為一項受到眾多科學家注目和關切的重大課題。哈伯就是從事合成氨的工藝條件試驗和理論研究的化學家之一。