古菌素
古菌素（英语：archaeocin）系一类从古菌中分离出的，有潜力成为新型强效抗生素的物质[1]。已部分或完全确认了8种古菌素的存在，但古菌素的数量应多达数百种，而且这里面有很大一部分应该存在于嗜盐古细菌中。产生古菌素是杆状嗜盐古细菌的基本特征[2]。
到底有多少古菌域的生物能产生古菌素至今没有定论，因为之前根本没有人去寻找这类物质。发现新古菌素的关键在于如何从环境中提取并扩大培养古菌[3]。
嗜盐古菌素
嗜盐古菌素（halocin）系一类由嗜盐古菌科的古菌产生，具有抗生素效果的物质。嗜盐古菌素有的属于多肽（相对分子质量小于等于10,000），有的属于蛋白质（相对分子质量大于10,000）。所有已知的嗜盐古菌素都由大型质粒（长度大于10万个碱基对的质粒）上的基因编码，而且这类基因都拥有典型的嗜盐古菌的TATA和BRE启动子区域。
小分子嗜盐古菌素
有5种小分子（多肽类）嗜盐古菌素被完全或部分地于蛋白质或/与基因水平上确定。这五种嗜盐古菌素分别是HalS8、HalR1、HalC8、HalH7，以及HalU1。这些具有抗生素作用的多肽相对分子质量自大约3000到7400不等，氨基酸残基数从36个到76个。其中，HalS8和HalC8是由分子量更大的前体蛋白经过机制尚不明确的水解切割而来。小分子嗜盐古菌素是一类疏水的多肽，即使脱盐并/或储存在4摄氏度的环境下仍然保持活性，且耐热性、耐有机溶剂性均很强。人们确认的首个小分子嗜盐古菌素为HalS8[4]。HalS8是从人们从美国犹他州的大盐湖中分离出来的当时尚未确认的嗜盐古菌S8a中分离出来的[3]。
大分子嗜盐古菌素
现发现了两种大分子（蛋白类）嗜盐古菌素：HalH1和HalH4。其他的嗜盐古菌素的相对分子质量还有待测定。HalH1是由自一个西班牙阿利坎特附近的太阳能盐场分理出的Hfx. mediterranei M2a（原菌株Xia3）产生的。这种嗜盐古菌素耐热性差，脱盐后失活。它在嗜盐古菌群体内显示出了宽泛的抑制作用。HalH1已在蛋白质水平和基因水平上被确定。另一种嗜盐古菌素HalH4则是由同一地区分离出的Hfx. mediterranei R4（ATCC 33500）产生的，且为人们发现的第一种古菌素[5]。HalH4的相对分子质量为34,900，有359个氨基酸残基。其由一个分子质量为39,600的前体蛋白经尚不明确的机制加工而成。HalH4是一类能使古菌发生细胞溶解的嗜盐古菌素，它能吸附到敏感的Hbt. salinarum细胞上，并干扰其细胞膜的通透性[3]。
硫化叶菌素
硫化叶菌素系一类从硫化叶菌（Sulfolobus）体内分离出的古菌素，且与嗜盐古菌素完全不同，其生化功能一般要和细胞共同发挥。硫化叶菌素的效果似乎是抑制能产生硫化叶菌素之外的硫化叶菌的增殖：硫化叶菌素能抑制 S. solfataricus P1、S. shibatae B12，以及其他6种尚未人工培养成功的S. islandicus菌株。硫化叶菌素杀灭古菌的原理似乎不是造成其细胞溶解[3]。已在S. acidocaldarius和S. tokodaii两种古菌中发现了与产生硫化叶菌素有关的基因。硫化叶菌素有望成为一类新蛋白类抗生素的代表[6]。
参见
参考
- ^ Blum P (editor). Archaea: New Models for Prokaryotic Biology. Caister Academic Press. 2008. ISBN 978-1-904455-27-1.
- ^ O'Connor EM, Shand RF. Halocins and sulfolobicins: the emerging story of archaeal protein and peptide antibiotics. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2002, 28 (1): 23–31. PMID 11938468. doi:10.1038/sj/jim/7000190.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Shand RF; Leyva KJ. Archaeal Antimicrobials: An Undiscovered Country. Archaea: New Models for Prokaryotic Biology. Caister Academic Press. 2008. ISBN 978-1-904455-27-1.
- ^ Price LB, Shand RF. Halocin S8: a 36-amino-acid microhalocin from the haloarchaeal strain S8a. J. Bacteriol. 2000, 182 (17): 4951–8 [2019-02-07]. PMC 111376
. PMID 10940040. doi:10.1128/JB.182.17.4951-4958.2000. （原始内容存档于2019-10-16）.
- ^ Cheung J, Danna KJ, O'Connor EM, Price LB, Shand RF. Isolation, sequence, and expression of the gene encoding halocin H4, a bacteriocin from the halophilic archaeon Haloferax mediterranei R4. J. Bacteriol. 1997, 179 (2): 548–51 [2019-02-07]. PMC 178729 . PMID 8990311. （原始内容存档于2019-10-16）.
- ^ Ellen AF, Rohulya OV, Fusetti F, Wagner M, Albers SV, Driessen AJ. The sulfolobicin genes of Sulfolobus acidocaldarius encode novel antimicrobial proteins. J. Bacteriol. 2011, 193 (17): 4380–87 [2019-02-07]. PMID 21725003. doi:10.1128/jb.05028-11. （原始内容存档于2019-08-09）.
