bacteriocine mdm

8/13/2019 Bacteriocine Mdm

1/30

USAMVB

Facultatea de Biotehnologii

Master. Biotehnologii i Siguran Alimentar

Anul I, semestrul II, 20!

"#$I%&' (A

'%)*$($+II A&'UA(% % "#$&%SA#%

&adru didactic-

"ro. dr. Mona "o/a.

Masteranii-

Marina Ana +eorgiana*icolaie Mariana

r1cea +ariela

BU&U#%3'I


2/30

420!4

Master-

Biotehnologii i Siguran Alimentar

BA&'%#I$&I*%(% &A 3I &$*S%#VA*5I A(IM%*'A#I

&adru didactic

"ro. dr. Mona "o/a

Masteranii-

Marina Ana +eorgiana

*icolaie Mariana

r1cea +ariela

2


3/30

CUPRINS

CUPRINS...................................................................................................................... 3

I. GENERALITI PRIVIND BACTERIOCINELE................................................................4

II. PRODUCEREA DE BACTERIOCINE............................................................................6

III. BIOSINTEZA BACTERIOCINELOR PRODUSE DE BACTERIILE LACTICE....................11

IV. PARTICULARITI PRIVIND PRODUCEREA DE BACTERIOCINE DE CTREBACTERIILE PROPINICE SELECIONATE.....................................................................13

V. IMUNITATEA LA ACIUNEA BACTERIOCINELOR......................................................14

VI. MODUL DE ACIUNE AL BACTERIOCINELOR.........................................................16

VII. UTILIZAREA DE BACTERIOCINE...........................................................................18

VII.1. NIZINA........................................................................................................... 18

VII.1.1. Genet!" n#ne...................................................................................... 1$

VII.1.2. M%&'( &e "!)'ne "( n#ne.....................................................................2*

VII.2. PEDIOCINA ................................................................................................... 21

VII.3. SA+ACINE...................................................................................................... 22

VII.4. RUTEINA........................................................................................................ 23

VII.,. ALTE BACTERIOCINE.....................................................................................23

VIII. TE-NOLOGIA DE OBINERE I APLICARE PE PRODUSE......................................24

I/. IMPORTAN0A BACTERIOCINELOR......................................................................... 2,

/. LEGISLAIE............................................................................................................2

CONCLUZII................................................................................................................2$

BIBLIOGRAIE............................................................................................................ 3*


4/30

I. +%*%#A(I'65I "#IVI* BA&'%#I$&I*%(%

Descoperirea bacteriocinelor a avut loc in anul 1925 de catre Andr Gratia n

timpul cercetrilor fcute de acesta pentru a gsi modalit i de lupta cu bacteriile.

Sintea primelor bacteriocine a fost realiat de ctre !. coli ". acestea fiind denumite

colicine. #lterior s$a demonstrat c substan%ele &colicin$li'e& sunt produse de bacterii Gram

poitive iar termenul de colicin fiind inlocuit de (bacteriocine () termen propus de *acob et

al).195+) pentru a d e s em n a t o a te a c e s t e e n t it % i . , n l u m ea m i c ro b i an )

p ep t id e le mic ro b iene fac pa r t e d i n sis temul de aprare a bacter ii lor) fi ind

preen ta te n para lel cu ant ib io ti ce le tr ad i% ionale produse de asemenea de unele bacterii

ns de care difer foarte mult.

Diferen%a ntre bactericine -i anitibiotice o face ns modul n care sunt sintetiate)bacteriocinele reultnd din sintea riboomal si avnd ac%iune bactericid mportiva altor

bacterii) de cele mai multe ori nrudite din punct de vedere filogenetic.

,n timp ce antibioticele sunt definite ca substan%e produse de un organism eucariot sau

procariot care in/ib n concentra%ii mici un alt organism 0"andamme)19 3.

4acteriocinele repreint substan e de natur proteic) elaborate de anumite specii

bacteriene) care au efect bactericid 0litic3 asupra unor tulpini de bacterii de aceea i specie sau din

specii nrudite cu alte tulpinii secretoare.

Ac iunea bactericid depinde de eisten a pe suprafa a bacteriei a unor receptori specifici.

Din acest punct de vedere) se disting6 bacterii bacteriocino$sensibile0cu receptori3 i

bacterii bacteriocino$reistente0fr receptori3.!fectul bacteriocinelor este letal. De asemenea)

trebuie re inut c elaborarea de bacteriocine de ctre un individ bacterian ec/ivalea cu lia

celulei bacteriene secretoare ns i.

4acteriocinele preint o greutate molecular relativ mare 057.777$7.777 daltoni3 i un

spectru antibacterian mult mai larg decat al antibioticelor. Ac iunea litic a bacteriocinelor este

puternic) fiind suficient o singur molecul pentru a produce lia unei celule.

8a i n caul bacteriofagilor) celulele bacteriene n func ie de specie i tulpin) au o

susceptibilitate diferit fa de bacteriocine) datorit preen ei de receptori pe suprafa a peretelui

celular bacterian.

ecanismele intime ale activit ii intracelulare a bacteriocinelor comport urmtoarele

secven e6 depolimeriarea AD: nuclear) in/ibi ia sinteei de proteine bacteriene0prin

4
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Andr%C3%A9_Gratia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Andr%C3%A9_Gratia&action=edit&redlink=1


5/30

mpiedicarea citirii de ctre riboom a mesa;ului nscris pe Aseudomonas aeruginosa 0implicate in etiologia

unor infec ii interioare3.

Se a ta - ea d e peretele celular al bacteriilor sensibile -i in/ib unul sau mai multe

procese esen%iale cum ar fi rep licarea) tr anscr ip %i a) tr ansla% ia sau etape ale

metabolismului energetic.


6/30

II. "#$U&%#%A % BA&'%#I$&I*%

>roducerea de bacteriocine este un mecanism prin care bacteriile ce alctuiesc flora

normala a unei ni-e ecologice fac fa% competi%iei fa% de aceea-i nutrien%i.

?ulpinile producatoare de bactericine sunt reistente la ac%iunea propriilor bactericine ceea ce

permite utiliarea bacteriocinotipiei n identificarea unor microorganisme.

4acteriocinele sunt produse att de bacteriile Gram po itive ct si de cele Gram

negative. >rima bacteriocin cunoscut si sub numele de colicin este produs de

bacteri il e Gram negative avnd ca repreentant !. coli. De obicei o treime din aceste tulpini de

!. coli sunt specii productoare de colicine. 0


7/30

0bacilul piocianic3) denumite piocine. !le se eviden ia n liatele culturilor) dup induc ia

sinteei cu #") sub forma unor bastona e perec/i) asemntoare coilor contrac iilor fagilor din

seria ?$par) infec iosi pentru !. coli) cu lungimea de 97$l25 nm i grosimea de 27 nm. #neori)

perec/ile de bastona e apar contractate) mai scurte i groase) iar ntre cele dou structuri

electrono$dense se eviden iaa ona central 0(core&3) ec/ivalentul structural al cilindrului aial al coii fagului.

4acteriocinele sunt peptide sau proteine antimicrobiene produse de o gam larg de

bacterii. a;oritatea bacteriocinelor iolate pn n preent sunt sintetiate de bacteriile lactice)

iar un numr important dintre acestea apar%in speciei B. lactis.

Din punct de vedere a spectrului antimicrobian) acestea in/ib un numr redus de specii

microbiene n compara%ie cu antibioticele clasice.

4acteriocinele pot in/iba cre-terea altor specii bacteriene la valori ale concentra%iei din

domeniul nanomolar) n timp ce) pentru antibioticele clasice este nevoie de concentra%ii

micromolare.

4acteriocinele produse de bacteriile lactice -i$au gsit de$a lungul timpului numeroase

aplica%ii n industria alimentar) pe lng rolul biconservant) acestea putnd fi utiliate la

ob%inerea unor produse fermentate cu propriet%i organoleptice -i nutri%ionale mbunt%ite

urmnd calea unui proces natural.

Speciei Bactococcus lactis i sunt atribuite pn n preent o gam diversificat de

bacteriocine sintetiate care sunt utiliate de;a ca bioconservan%i sau n alte scopuri n industriaalimentar.

4acteriocinele bacteriilor lactice se diviea n dou grupe. ediococcus acidilactici)4acillus ssp.)!nterococcus faecalis care provoac alterarea produselor

alimentare -i au ac%iune patogen asupra organismului uman.

8lasificarea bacteriocinelor sintetiate de bacteriile lactice6

&lasa I cuprinde antibioticele) acestea fiind peptide policiclice) modificate post$

translational care con%in n molecula lor resturi de aminoacii cu o structur diferit fata de cea a

aminoaciilor esentiali6 Bantionina 0Ban3 -i F$metillantionina 0eBan3


8/30

ecanismul de ac%iune al antibioticelor este strict dependent de legarea unei pr%i a

peptidei antimicrobiene la o regiune specific din molecula lipidei ) un precursor al peretelui

celular al bacteriilor.

Hormele mature ale antibioticelor sunt sintetiate prin intermediul unui mecanism

comple de biosinte care include reac%ii cataliate enimatic de des/idratare a /idroilaminoaciilor conducnd n final la formarea resturilor de lantionin -iIsau metil$ lantionina.

De la descoperirea niinei A n 192) lactococcii sunt recunoscu%i ca cea mai important

specie a bacteriilor lactice capabile de sintea antibioticelor.

Bacticina +1J-i lacticina 1 sunt alte eemple de antibiotice produse de genul

Bactococcus sp.

Din punct de vedere structural cele dou lacticine preint similitudini cu alte antibiotice

apar%innd altor genuri a-a cum sunt citoliina 0!nterococcus fecalis3 -i mersacidina 04acillus

sp.3 sau c/iar cu antibiotice care apar%in unui grup diferit de bacterii) stafilococcina 855

0Stap/@lococcus aureus3 -i epidermina 0Stap/@lococcus epidermis3.

:iina A este printre primele peptide antimicrobiene iolate dar aceasta a reu-it s

traversee cu success o adevarat epoc de aur a descoperirii -i iolrii de noi bacteriocine.

Asti) niina este privit ca un prototip al antibioticelor) fiind singura substan%

antimicrobian produs de bacteriile lactice acceptata de Hood and Drug Administration 0HDA3

-i folosit ca bioconservant n peste 57 de %ri.

:iina are un spectru antibacterian larg) nefiind cunoscute efecte secundare sau toiceasupra organismului uman.

,n industria alimentar) niina A 0!2+ pe lista aditivilor alimentari3 este utiliat pentru

a preveni alterarea brneturilor) conservelor sau a altor produse lactate fermentate.

,n ultimii ani) n ceea ce prive-te antibioticele dar n special niina) sa observat un

poten%ial ridicat al utilirii acestora ca alternative la antibioticele clasice din caua cre-terii

continue a numrului de tulpini care dobndesc imunitate la ac%iunea antibioticelor.

Astfel) niina A poate in/iba c/iar -i n concentra%ii nanomolare devoltarea unor tulpini

bacteriene implicate n infec%ii intraspitalice-ti cum sunt formele reistente sau cu un nivel

intermediar de imunitate a speciei S. aureus 0e.g.


9/30

Ba nivel de laborator s$a dovedit c unele tulpini bacteriene 0i.e. B. monoc@togenes3 pot

deveni imune la ac%iunea in/ibitorie a niinei prin epunerea succesiv a acestora la tratamentul

cu niin.

&lasa a II$a a bacteriocinelor este repreentat de peptide cu masa molecular mic) non$

antibiotice -i a fost sub$diviat n patru subclase) a) b) c si d.8lasa a este constituit din peptide active mpotriva tulpinilor de Bisteria spp.) singura

bacteriocin produsa de B. lactis din aceast subgrup fiind lactococcina H.

,n subclasa b sunt incluse bacteriocinele care necesit ac%iunea sinergic a dou peptide

n raport molecular 161 pentru a reulta o activitate in/ibitorie complet .,n aceast subclas este

inclus lactococcina G) produs de B. lactis. Aceast bacteriocin a fost iolat n 199 -i

repreint primul membru al acestui grup.

Subclasa c cuprinde bacteriocinele cu structur ciclic a cror capete 8$terminal -i :$

terminal sunt unite printr$o legtur peptidic. >entru a particularia denumirea bacteriocinelor

produse de B.lactis )incluse n aceast clas) acestea sunt cunoscute generic ca lactococcine.

Acestea nefiind considerate) n general) bioconservan%i din caua spectrului antibacterian foarte

restrns.

,n scopul devoltrii unei alternative noi) eforturile oamenilor de -tiin% s$au ndreptat

ctre studiul etensiv al lacticinei +1J. Acest antibiotic are) de asemenea) un spectru

antibacterian mare) putnd fi utiliat cu success ca bioconservant n alimente sau ca un nlocuitor

al antibioticelor cu u uman sau veterinar.Bacticina +1J este produs de tulpina B. Bactis ssp lactis E D>8+1J) activitatea sa

in/ibitorie fiind dependent de ac%iunea sinergetic a celor dou peptide componente BtnA1 0K3 -i

BtnA2 0F3.

>eptida BtnA1 este nrudit structural cu mersacidina -i niina) aceasta ndeplind rolul de

legare la molecula lipidei .

!fectul in/ibitor al lacticinei +1J se manifest o dat cu ac%iunea peptidei BtnA2 care

formea pori n membran caund fluul con%inutului celular -i ca urmare moartea celulei.

!ficien%a lacticinei +1J a fost pus n eviden% n studii de laborator care au viat

testarea sa mpotriva unor tulpini patogene cum ar fi B. monoc@togenes) S. aureus) Streptococcus

spp.) 4. subtilis -i !nterococcus spp. eviden%iindu$se -i formarea porilor ion$ selectivi n

membranele celulare ale tulpinilor folosite ca indicatori.


10/30

Bacticina +1J a fost testat n cadrul unor aplica%ii practice n industria alimentar) fiind

utiliat fie ca bioconservant n brneturi de tip (cottage&) fie ca ingredient pentru mbunt%irea

propriet%ilor brneturilor (8/eddar&.

#n alt repreentant al antibiotocelor produse de B. lactis) este lacticina 1 care n ciuda

faptului c nu are un spectru antimicrobian larg) poate in/iba devoltarea unor specii bacterieneresponsabile de alterarea alimentelor) a-a cum sunt Beuconostoc spp. -i 8lostridium

t@robut@ricum) 0responsabil de balonarea timpurie a brneturilor3.

,n plus) o tulpin care sintetiea lacticina 1 poate fi utiliat n co$cultur cu alte

tulpini starter de B. lactis cu scopul de a mbunt%i propriet%ile organoleptice ale brneturilor

fermentate prin lia celular accelerat a culturilor starter -i eliberarea enimelor responsabile de

maturarea brneturilor.

:u toate peptidele antimicrobiene care apar%in speciei B. lactis de%in un spectru

antimicrobian larg) aceast specie sintetind un grup de bacteriocine care sunt capabile s in/ibe

cre-terea doar a speciilor din cadrul genului Bactococcus.

,n final) subclasa d cuprinde o varietate de bacteriocine care corespund propriet%ilor

peptidelor antimicrobiene incluse n clasa a $a dar care nu se ncadrea n niciuna din

subgrupurile descrie anterior. Acestea sunt lactococcina A) 4) lactococcina 9J2 -i lacticina L

0care repreint prima bacteriocin produs de Bactococcus spp.3 toate fiind sintetiate de

Bactococcus spp.8ei mai repreentativi membri ai acestui grup sunt lactococcina A) 4 si ) fiind

n acela-i timp -i cele mai studiate lactococcine n special n ceea ce prive-te modul lor de ac%iune-i imunitatea la actiunea bactericida a acestora.

Studiile au relevat totu-i importan%a lactococcinelor atunci cand acestea au fost utiliate

mpreun cu al%i lactococci cu rol de culturi starter) la ob%inerea brneturilor maturate)

lactococcinele A) 4 -i contribuind la o maturare rapid -i eficient.

1*


11/30

III. BI$SI*'%7A BA&'%#I$&I*%($# "#$US% % BA&'%#II(%(A&'I&%

a;oritatea bacteriocinelor produse de bacteriile lactice sunt peptide antimicrobiene

sintetiate la nivel riboomal sub forma unor precursori inactivi sau prepropeptide

0preprobacteriocine3) care con in un domeniu propeptidic 8$terminal 0probacteriocina3 -i o

etensie :$terminal. !tensia :$terminal este ulterior ndepartat concomitent cu epularea

peptidei mature active 0cu sau fr modificri post$transla ionale ale structurii3.

!tensiile :$terminale) cunoscute -i sub denumirea de secven e lider de tip dublu$glicin

sau peptid semnal) ;oac un rol important n recunoa-terea -i transformarea

preprobacteriocinelor) fiind implicate -i n mecanismul de transport al probacteriocinelor

corespuntoare n mediul etracelular.

ai mult dect att) aceste secven%e lider sunt importante pentru transformrile post$

transla%ionale ale antibioticelor -i n maturarea acestora.

#n alt rol important al etensiilor :$terminale este acela de a men%ine bacteriocinele n

forma lor biologic inactiv att timp ct acestea sunt localiate intracelular) prote;nd astfel

bacteria productoare de efectul toic al bacteriocinei produse) att timp ct aceasta se afl n

interiorul celulei.?otu-i) eist -i cauri particulare unde prepropeptida posed activitateantimicrobian a-a cum este caul prepropediocinei >A$1IAc/. ,n caul antibioticelor)

probacteriocinele sunt modificate post$transla ional pentru a reulta forma activ a acestora.

Astfel) s$a concluionat c aceste transformri 0formarea inelelor tioeterice -i a pun ilor

disulfidice3 ar avea loc dup translocarea bacteriocinei prin membrana citoplasmatic) n caul n

care preen a acestor structuri inelare n$ar face posibile transformrile post$transla ionale.

,n plus) dat fiind faptul c transformrile post$transla ionale sunt necesare pentru

activitatea biologic a antibioticelor ) bacteriile productoare de antibiotice ar putea folosi acest

mecanism pentru a prote;a propriile celule mpotriva toicit ii bacteriocinelor) atunci cnd

acestea se afl n interiorul celulei.

De-i mecanismul de biosinte al antibioticelor difer din punct de vedere al gradului -i al

naturii transformrilor aminoaciilor din structura peptidic) toate aceste bacteriocine au n

comun preen%a lantioninei 0Ban3 -iIsau F$metil$lantioninei 0eBan3. Ace-ti doi aminoacii


12/30

confer antibioticelor o structur policiclic prin intermediul pun%ilor sulfidice intercatenare.

>reen%a K) F$de/idrobutirinei 0D/b3 -i a K) F $de/idroalaninei 0D/a3) care reult n urma

de/idratrii post$transla%ionale a treoninei -i respectiv a alaninei) repreint o alt proprietate

comun a antibioticelor.


13/30

IV. "A#'I&U(A#I'65I "#IVI* "#$U&%#%A % BA&'%#I$&I*%% &6'#% BA&'%#II(% "#$"I*I&% S%(%&5I$*A'%

Studii recente au eviden iat capacitatea bacteriilor de a produce bacteriocine cu efect

antimicrobian sau antifungic. Studii efectuate de eile i colab.019993 au eviden iat prin metode

specific de screening proprietatea unei tulpini de Propionibacterium jenseni de a produce

bacteriocina de tip propionicin SM1.

bacteriocin de tip Jenseniina G a fost pus n eviden de o tulpin de

Propionibacterium jensenii0!'inci H.C.)27773.

ropionicina E

>BG$1 este o alt bacteriocin produs de o tulpin selec ionat de Propionibacterium thoenii.


14/30

V. IMU*I'A'%A (A A&5IU*%A BA&'%#I$&I*%($#

,n ceea ce prive-te bacteriocinele formate din dou peptide) proteinele imunitare

corespuntoare con in 117$15 resturi aminoacid -i +$ K$/eliuri transmembranare .>roteinele responsabile de imunitatea la ac iunea bacteriocinelor formate din dou molecule

peptidice au n structura lor 117$15 resturi aminoacid -i +$ K$/eliuri transmembranare )n timp

ce) proteinele care confer imunitatea la ac iunea bacteriocinelor formate dintr$o singur peptid

au dimensiuni mai reduse051$11+ resturi aminoacid3 iar K$/eliurile transmembranare lipsesc sau

sunt preente ntr$un numr mai mic 01$2 K$/eliuri3.

,n caul antibioticelor) imunitatea la ac%iunea acestora) const n preen%a unor proteine

specifice denumite generic Ban sau n preen%a unui transportor de tip A48) care este de obicei

format din dou sau trei subunit%i denumite BanH!0G3.

>roteinele Ban -i BanH! 0G3 pot ac%iona independent sau n tandem pentru a ndeplini

func%ia imun.

>roteina BanN repreint un al treilea poten%ial membru al sistemului de imunitate n

caul antibioticelor) ns) acesta este considerat mai mult un element auiliar care ac%ionea

pentru formarea sistemului A48 de transport.

Genele care codific proteina BanN nu sunt preente n multe din etapele responsabile de

sintea -i imunitatea antibioticelor -i) ca urmare) preen%a acestei proteine nu este obligatoriepentru func%ionarea mecanismelor imunitare la antibiotice.

>roteina Ban asociat cu imunitatea la ac%iunea niinei 0:is3 a fost prima protein de

acest tip caracteriat.


15/30


16/30

VI. M$U( % A&5IU*% A( BA&'%#I$&I*%($#

4acteriocinele pot avea un mod de ac%iune bacteriostatic sau bactericid asupra celulelor

susceptibile) modul de ac%iune fiind influen%at de concentra%ia bacteriocinei) gradul de puritate)

starea fiiologic a celulelor susceptibile folosite ca indicator -i condi%iile eperimentale

0temperatur)pN)preen%a unor compu-i care afectea integritatea membranei celulare sau a

altor compu-i antimicrobieni3.

a;oritatea bacteriocinelor au un efect bactericid aupra microorganismelor aflate n

spectrul lor de activitate) de-i unele bacteriocine pot ac%iona -i bacteriostatic) a-a cum sunt

lactocina S) leucocina S sau leucocina A#AB1J.

#neori) ac%iunea bactericid poate fi nso%it -i de lia celulelor susceptibile) acesta fiind

caul bacteriocinelor care eercit un efect bacteriolitic a-a cum sunt niina A ) plantaricina 8 -ienterococcina !HS2.

4acteriocinele -i eercit efectul bactericid prin destabiliarea -i permeabiliarea

membranei celulare.

Studiile la nivel molecular au relevat c mecanismul primar de ac%iune al bacteriocinelor

const n formarea unor complee tranitorii de porare sau canale ionice n membrana

citoplasmatic a celulelor susceptibile.

>rimul contact care se stabile-te ntre bacteriocin -i membrana celular) are loc prin

intermediul unor interac%iuni nespecifice cu polimerii anionici de la suprafa%a acesteia 0aciii

teic/oic -i lipoteic/oic3) care) de obicei) constiuie peretele celular al bacteriilor Gram poitive.

ni%ial) s$a presupus) de asemenea) c imediat dup aceste interac%iuni nespecifice)

bacteriocinele non$antibiotice 0e.g. lactococcina A3 au nevoie de preen%a unor receptori specifici

n membrana celular pentru a$-i putea eercita efectul bactericid.

#lterior) acest fapt a fost demonstrat) fiind identificat componentul 8 al sistemului

mano$fosfotransferaa 0man$>?S3 ca fiind responsabil de interac%iunea specific a

bacteriocinelor din clasa a a la membrana celular a celulelor %int.

8ompoi%ia -i distribu ia stratului fosfolipidic al membranelor) influen%ea semnificativ

eficien%a asocierii bacteriocinei cu membrana citoplasmatic) inser%ia bacteriocinei -i) ulterior)

formarea porilor .

A fost demonstrat c niina preint afinitate pentru fosfolipidele ncrcate negativ -i fa%

de lipoomii fr sarcin electric) acest fapt indicnd c interac%iunile electrostatice stabilite

16


17/30

ntre cele trei resturi cationice de liin -i fosfolipidele anionice 0fosfatilglicerol -iIsau

difosfatidglicerol3 contribuie mpreun cu interac%iunile /idrofobe la adsorb ia niinei n

membrana citoplasmatic .

8a urmare) eficien a niinei scade n preen a cationilor di$ -i trivalen i 0g2O) 8a2O)

Gd+O3 deoarece ace-tia neutraliea ncrctura negativa a capetelor polare a fosfolipideloranionice) ceea ce induce condensarea fosfolipidelelor -i ca urmare cre-terea rigidit ii

membranei citoplasmatice.

!fecte similare au fost observate -i n caul lac@cinei H produs de tulpina Bactobacillus

;o/nsonii ">117 .

Hormarea porilor si pierderea integrittii membranare provoac un flu pasiv al

moleculelor mici asa cum sunt ionii 0potasiu -i fosfat3) al aminoaciilor -i al A?>$ului prin stratul

dublu lipidic ceea ce are ca urmare reducerea sau disiparea for%ei proton motorie 0>H3 sau cel

pu%in a unuia dintre componentele sale 0PQ$ poten%ialul de membran= PpN$gradientul de pN3.

>entru a forma porii intramembranari ) antibioticele necesit o activare energetic a

celulelor %int.

,n aceast privin%) niina necesit ca celulele susceptibile la ac%iunea sa) s posede un

gradient de pN alcalin n interiorul celulei -iIsau un poten%ial de membran negativ.

?otu-i) n contrast cu antibioticele) bacteriocinele nelantioninice 0lactococcina A si 4)

leucocina A) pediocina >A$1 si lacticina H3 afectea permeabilitatea membranei citoplasmatice

ntr$un mod care este independent de valoarea tensiunii electrice din mediu .


18/30

VII. U'I(I7A#%A % BA&'%#I$&I*%

4acteriocinele sunt proteine cu molecule mici) produse de multe bacterii) inclusiv de

bacteriile acido$lactice. 8ele mai multe bacteriocine produse de bacteriile acido$lactice in/ib

cre terea altor bacterii acido$lactice) iar unele sunt bactericide c/iar pentru anumiti patogeni

alimentari si bacterii de degradare a produselor alimentare. ,n toate caurile) toate aceste bacterii

au fost gram poitive. De i au fost identificate cam +7 de bacteriocine diferite) iar poten ialul lor

conservant pentru alimente este viibil) singura aplica ie industrial este niina) o bacteriocin

produs deLactococus lactis.

4acteriocinele produse de bacterii patogene) cum ar fi 6Escherichia Coli (colicin) sau

Staphilococcus aureus (epidermin)nu sunt indicate pentru aplica ii pe alimente. surs mult

mai interesant pentru bacteriocine este repreentat de bacteriile acido$ lactice.

De secole) acestea au fost folosite n conservarea) prin fermenta ie) a unor produse

alimentare) ob inndu$se produse stabile) ca lactate 0brneturi3) carne 0crna i3 i legume

0murturi3) n principal) prin ac iunea acidului lactic.

,ncepnd din 192) cnd a fost identificat pentru prima dat bacteriocina produs de

Lactococcus lactis) specia lactis) aceasta a fost studiata aprofundat) mai triu primind denumirea

de niin.

VII.. *I7I*A

!ste o protein ce const din + aminoacii) care este stabil la autoclavare i in/ib

eficient cre terea unor patogeni importan%i ca6 L.monocytoenes! Staphilococcus aureus i

previne cre terea sporilor unor specii ca6 "acillus i Clostridium. Sunt active) n special) nproduse alimentare acide 0 Narris) Hleming) Rlaen/ammer)19923. Diferite tulpini de Lactococcus

produc bacteriocine u or diferen iate prin compoi ia eact n aminoacii. ni ial) niina a fost

considerat ca antibiotic) dar) datorit spectrului limitat de in/ibi ie) nu s$a utiliat n scopuri

terapeutice.

18


19/30

ricum) lund n considerare ca niina este complet degradat n tractul alimentar)

aceasta poate fi utiliat ca aditiv alimentar.

VII... +enetica niinei

Sintea niinei n ma;oritatea tulpinilor de B. lactis este codificat de transpoomi mari

localia%i la nivelul cromoomului care codific) de asemenea) capacitatea de fermentare.

,ntr $un studiu efectuat asupra a mai mult de 27 tulpini de B. lactis s$a descoperit c transpoomii

care codific informa%ia pentru niina A -i niina preint o reparti%ie uniform. Au fost

secven%iate mai multe fragmente din clusterii genici.

#n cluster de 11 gene continue n ordinea nis A4?8>3 -i reglarea sinteei 0nisrecursorul peptidic cu lungimea de 5J aminoacii al niinei A este codificat de nisA. Se

considera c gruparea de 99+ aminoacii :is4 -i gruparea de 1 aminoacii :is8 sunt

implicate n modificrile post$transla%ionale) cum ar fi sintea aminoaciolor tioeterici -i a K$

aminoaciolor nesatura%i dide/idroalanina -i dide/idrobutirina.:u eista nc dovei clare cu privire la func%iile enimatice ale acestor proteine.

:is4 se afl localiat n membrana citoplasmatic) iar nis8 s$ar putea afla n citoplasm.

Anterior translocrii) preen%a restului peptidic de 2+ aminoacii 8 terminal poate inactiva

propeptida de + aminoacii ai niinei. :is? intermedia epularea precursorului niinic.

dat aflat la eteriorul celulei) peptidaa primar :is> ac%ionea asupra moleculei de

precursor al niinei. :is> are o secven% de semnal : terminal -i se ancorea la membran prin

intermediul captului 8$terminal) secre%ia acesteia fiind urmat de ancorarea la membrana

celular.

Se consider c n procesul de autoprotec%ie al niinei sunt implicate dou sisteme

diferite) codificate de nis -i nisH!G.

ecanismul imun nu este n%eles pe deplin) dar se crede c cel pu%in o parte din proteina

de imunitate :is este situat pe suprafa%a eterioar a membranei plasmatice.


20/30

>roteinele :is! -i :isH au demosntrat o omologie ridicat cu transportorii casetelor de

legare a A?>$ului despre care se crede c ar fi implica%i n epularea niinei n afara celulei.

Gena nisG codific o protein /idrofob care ar putea avea o ac%iune similar cu proteinele imune

descrise pentru unele colicine.?ranscrip%ia genei nisA poate fi autoreglat -i ar putea implica

genele nisR -i nisress) 277.

2. Anda 4icu-)"acterioloie 2i imunoloie. !d. universitar W8arol Davila&) 4ucure-ti)2711.

+. Deegan BN) 8??!< >D) NBB 8) . &"acteriocins3 instrumente bioloice pentru

bio'conserare i prelunirea termenului de alabilitate! nternational Dair@ *ournal ))

277.

. ona >opa) >etru :iculita) Amalia itelut=Elemente de ba4a priind biotehnoloiile si

siuranta alimentara' !d.#SA") 4ucuresti) 2717.

5. Stepper *.) S/astri S.) Boo ?. S.) >reston *. 8.) :ova' >.) an >.) oore 8. N.) NavlXYe'

".) >atc/ett . B.) and :orris G.E3Cysteine s'Glycosylation! / 5e6 Post'7ranslational

Modi0ication 8ound 9n Glycopeptide "acteriocins. H!4S letters. 2711= 5565$57.

. edana amfir) Silvia$Simona Grosu$?udor) Gabriela ?eodosiu Studii priind

interactiunea unor bacterii lactice producatoare de bacteriocine cu alte microoranism

sensibile:re4istente la aciunea inhibatoare a acestora. .) >opa .) 4elc :.6"ioininerie i biotehnoloii alimentare) vol.1)

!ditura Academiei .)ona >opa):astasia 4elc) Amalia itelu6 Condiionarea i

conserarea produselor aroalimentareE !ditura >rintec/) 4ucure-ti)

277J=

9. 4astos .8.H.) 8outin/o 4.G.) 8oel/o .B.". B@sostap/in6/ Staphylococcal

"acteriolysin 6ith Potential Clinical /pplications. >/armaceuticals. 2717=

+03611+9$111.

17. Drider) D.) G. Himland) C. Nec/ard) B. . cullen) and N. >revost. 277. 7he

continuin story o0 class 99a bacteriocins.icrobiol. ol. 4iol.

bacteriocine mdm

Documents