All posts by Postępy Mikrobiologii

BIOSYNTHESIS AND THE POSSIBILITY OF USING ECTOINE AND HYDROXYECTOINE IN HEALTH CARE

BIOSYNTEZA I MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA EKTOINY I HYDROKSYEKTOINY W OCHRONIE ZDROWIA
Weronika Goraj, Zofia Stępniewska, Anna Szafranek-Nakonieczna

PDF

Abstract: The global production of L-amino acids is largely based on microbiological synthesis. The largest bioproduction concerns L-glutamic acid (1.5 million tons per year), and L-lysine (850,000 tons per year). Among other amino acids, ectoine and hydroxyectoine are mentioned in the growing demand. Currently, the main producer of ectoine based on the biotechnology process is the German company Bitop. The organism used in the ectoine production is Halomonas elongata isolated from a solar salt facility on Bonaire, Netherlands Antilles. The production of ectoine described in the literature is based on the so-called “milking” process. The great demand for amino acids is related to their properties and potential use. Ectoine, as a kosmotropic substance, has the property of stabilizing the structure of water molecules. Just like other osmolytes in aqueous solutions, ectoine increases the hydration of macromolecules, preventing them from denaturation. The industrial use of ectoine is based mainly on the ability to protect the skin and alleviate its inflammation but also applies to other, broad possibilities of its application in biotechnology, cosmetology, medicine and pharmacy.

1. Introduction. 2. Properties of ectoine. 3. The use of ectoine. 4. Chemical and biotechnological production of ectoine 5. Microorganisms synthesizing ectoine. 5.1. Methanotrophic bacteria. 6. Summary

Streszczenie: Światowa produkcja L-aminokwasów w dużej mierze opiera się na syntezie mikrobiologicznej. Największa bioprodukcja dotyczy kwasu L-glutaminowego (1,5 mln ton rocznie), oraz L-lizyny (850 tys. ton rocznie). Wśród innych aminokwasów, o wciąż rosnącym popycie wymienia się ektoinę jak również hydroksyektoinę. Obecnie głównym producentem ektoiny w oparciu o proces biotechnologiczny, jest niemiecka firma Bitop. Organizmem wykorzystywanym w produkcji ektoiny jest Halomonas elongata wyizolowany z systemów wykorzystywanych przy produkcji soli na holenderskiej wyspie Bonaire na Morzu Karaibskim. Produkcja opisana w literaturze, oparta jest na tzw. procesie „milking”. Duże zapotrzebowanie na aminokwasy związane jest z ich właściwościami i potencjalnym zastosowaniem. Ektoina jako substancja kosmotropowa posiada właściwości stabilizujące strukturę cząsteczek wody. Tak jak i inne osmolity w roztworach wodnych ektoina zwiększa hydratację makromolekuł zapobiegając przed ich denaturacją. Przemysłowe wykorzystanie ektoiny opiera się głównie na możliwości ochrony skóry i łagodzenia jej stanów zapalnych ale dotyczy też innych, szerokich możliwości zastosowania jej w biotechnologii, kosmetologii, medycynie i farmacji.

1. Wprowadzenie. 2. Właściwości ektoiny. 3. Zastosowanie ektoiny. 4. Chemiczna i biotechnologiczna produkcja ektoiny. 5. Mikroorganizmy syntetyzujące ektoinę. 5.1. Bakterie metanotroficzne. 6. Podsumowanie

Elektroniczne Wydawnictwo FEMS



Z okazji konferencji FEMS 2019 w Glasgow, ukazał się wirtualny zeszyt, do którego od 2016 r. zapraszane są wydawnictwa towarzystw zrzeszonych w FEMS. W tym roku ukazała się już 5 edycja „joint virtual issue” pt.: Building Microbial Communities. Z dużym zadowoleniem komunikujemy, że w tym roku zostały do udziału w tym zeszycie zaproszone również czasopisma wydawane przez PTM. Postępy Mikrobiologii reprezentuje publikacja pt.: „Mikrobiom ryzosfery i jego korzystny wpływ na rośliny – aktualna wiedza i perspektywy” autorstwa Małgorzaty Woźniak i Anny Gałązki.

Zapraszamy na stronę wirtualnego zeszytu w podanym poniżej linku:

 

Building Microbial Communities – FEMS2019 joint Special Issue

THE STRINGENT RESPONSE AND ITS INVOLVEMENT IN THE REACTIONS OF BACTERIAL CELLS TO STRESS

ODPOWIEDŹ ŚCISŁA I JEJ ZAANGAŻOWANIE W REAKCJE KOMÓREK BAKTERYJNYCH NA STRESY
Julia Berdychowska, Justyna Boniecka, Grażyna B. Dąbrowska

DOWNLOAD PDF FILE

Abstract: The stringent response is a form of bacterial response to adverse environmental conditions. Its effectors are guanosine tetraphosphate and guanosine pentaphosphate [(p)ppGpp], which are synthetized by RelA, SpoT and their homologs (RSH). RelA, a (p)ppGpp synthase, is activated when there is a shortage of amino acids, whereas SpoT, which has the ability to synthetize and hydrolyze (p)ppGpp, responds to fatty acids, iron and carbon limits. Accumulation of (p)ppGpp causes an inhibition of translation, replication, a decrease in the transcription of many genes, e.g. rRNA, tRNA, encoding ribosomal proteins, and an increase in the transcription of genes whose proteins are important in bacterial stress response. The stringent response alarmones are crucial for bacterial resistance to oxidative stress and antibiotics. They also regulate the production of specific molecules, the so-called quorum sensing autoinducers, which help bacteria communicate the density of their own population, which enables them to adjust their metabolism to the prevailing conditions, to form a biofilm – a community of microorganisms attached to a certain surface, ensuring them appropriate conditions to survive in an unfavourable environment, and to colonize new niches. (p)ppGpp has a positive impact on biofilm formation not only via the regulation of quorum sensing, but also by stimulating the synthesis of potential elements of the biofilm. It also appears that the stringent response alarmones decrease the ability of Agrobacterium tumefaciens bacteria to transform plants and thus their potential to cause disease. (p)ppGpp enables the bacteria to perform swarming motility, a movement that increases their resistance to adverse environmental factors.

1. Introduction. 2. RelA, SpoT and RSH proteins – enzymes that metabolize the alarmones of the stringent response. 2.1. The regulation of transcription via stringent response alarmones in Gram-negative bacteria. 2.2. The regulation of transcription via (p)ppGpp in Gram-positive bacteria. 2.3. The influence of stringent response alarmones on translation and replication. 3. The role of the stringent response in the regulation of other physiological processes. 3.1. The role of the stringent response in the production of siderophores and antibiotics. 4. Bacterial cell resistance to stress and the stringent response. 4.1. The participation of the stringent response in quorum sensing regulation. 4.2. The regulation of exopolysacharide production and biofilm formation dependent on the stringent response. 4.3. The role of the stringent response in the regulation of bacterial swarming motility. 5. Summary

Streszczenie: Odpowiedź ścisła jest reakcją bakterii na niekorzystne warunki środowiska. Jej efektorami są alarmony, czterofosforan i pięciofosforan guanozyny [(p)ppGpp], syntetyzowane przez enzymy RelA, SpoT oraz ich homologi (RSH). Enzym RelA, będący syntazą (p)ppGpp, jest aktywowany w odpowiedzi na niedobór aminokwasów, natomiast enzym SpoT, posiadający zdolność syntezy i hydrolizy (p)ppGpp, w odpowiedzi na niedobór kwasów tłuszczowych, żelaza oraz węgla. Akumulacja (p)ppGpp powoduje zahamowanie translacji, replikacji oraz obniżenie transkrypcji wielu genów, np. rRNA, tRNA, kodujących białka rybosomalne, a podwyższenie tych których białka są istotne w odpowiedzi bakterii na stres. Alarmony odpowiedzi ścisłej zapewniają bakteriom oporność na stres oksydacyjny i antybiotyki. Regulują również produkcję specyficznych cząsteczek, tzw. autoinduktorów quorum sensing, pomagających bakteriom we wzajemnej komunikacji odnośnie gęstości ich własnej populacji, co umożliwia im dostosowanie metabolizmu do panujących warunków, formowanie biofilmu – swego rodzaju społeczności mikroorganizmów zapewniającej sobie odpowiednie warunki do przetrwania w niesprzyjającym środowisku, oraz zasiedlanie nowych nisz. (p)ppGpp wpływają pozytywnie na formowanie biofilmu nie tylko poprzez regulację quorum sensing ale i poprzez stymulację syntezy potencjalnych elementów biofilmu. Wydaje się, że alarmony odpowiedzi ścisłej obniżają zdolność bakterii Agrobacterium tumefaciens do transformacji gospodarzy roślinnych, a tym samym ich zdolności chorobotwórcze. (p)ppGpp odpowiadają również za ruch mrowiący bakterii, który zwiększa ich oporność na niekorzystne czynniki środowiska.

1. Wprowadzenie. 2. Białka RelA, SpoT i RSH – enzymy metabolizmu alarmonów odpowiedzi ścisłej. 2.1. Regulacja transkrypcji przez alarmony odpowiedzi ścisłej u bakterii Gram-ujemnych. 2.2. Regulacja transkrypcji przez (p)ppGpp u bakterii Gram-dodatnich. 2.3. Wpływ alarmonów odpowiedzi ścisłej na translację i replikację. 3. Rola odpowiedzi ścisłej w regulacji innych procesów fizjologicznych bakterii 3.1. Rola odpowiedzi ścisłej w produkcji sideroforów i antybiotyków. 4. Oporność komórek bakteryjnych na stres a odpowiedź ścisła. 4.1. Udział odpowiedzi ścisłej w regulacji quorum sensing. 4.2. Regulacja produkcji egzopolisacharydów i tworzenia biofilmu zależne od odpowiedzi ścisłej. 4.3. Rola odpowiedzi ścisłej w regulacji ruchu mrowiącego bakterii. 5. Podsumowanie

DIFFUSELY ADHERING ESCHERICHIA COLI

ESCHERICHIA COLI O ROZSIANYM TYPIE ADHEZJI
Michał Turniak, Beata Sobieszczańska

DOWNLOAD PDF FILE

Abstract: Diffusely adhering E. coli strains (DAEC) is one of the seven pathovars of pathogenic E. coli causing intestinal infections in humans. DAEC is a diverse group of strains producing fimbrial or afimbrial adhesins that are responsible for their pathogenicity specific diffuse adherence pattern for epithelial cells. DAEC isolates are detected not only in humans, but also in various groups of animals (dogs, calves, cattle, poultry, pigs). A large variation in the genes that encode the adhesins contributes to the omission of DAEC in the routine diagnosis of gastrointestinal and urinary tract infections.

1. Introduction. 2. The Afa/Dr family of adhesins. 3. The division of DAEC strains. 4. Other virulence factors of DAEC. 5. The pathogenicity of DAEC. 5.1. Urinary tract infections. 5.2. Gastrointestinal tract infections. 6. Immunological response in DAEC infections. 7. The pathomechanism of infections caused by DAEC. 7.1. The internalization of DAEC. 8. The epidemiology of DAEC. 9. Diagnosis. 10. Summary

Streszczenie: Dyfuzyjno-adherentne szczepy Escherichia coli (DAEC) są jednym z siedmiu chorobotwórczych patowarów odpowiedzialnych za zakażenia przewodu pokarmowego u ludzi. DAEC są zróżnicowaną grupą szczepów, wytwarzających liczne adhezyny fimbrialne i afimbrialne, które warunkują chorobotwórczość tych szczepów E. coli oraz ich specyficzny, rozsiany typ adhezji do komórek nabłonka. Izolaty DAEC są wykrywanie nie tylko u ludzi, ale także u różnych grup zwierząt (psów, cieląt, bydła, drobiu, świń). Duże zróżnicowanie genów kodujących adhezyny utrudnia wykrywanie zakażeń wywoływanych przez DAEC, co przyczynia się do pomijania tych patogenów w rutynowej diagnostyce zakażeń przewodu pokarmowego i moczowego.

1. Wprowadzenie. 2. Rodzina adhezyn Afa/Dr. 3. Podział szczepów DAEC. 4. Inne czynniki wirulencji DAEC. 5. Chorobotwórczość DAEC. 5.1. Zakażenia układu moczowego. 5.2. Zakażenia przewodu pokarmowego. 6. Odpowiedź immunologiczna z zakażeniach DAEC. 7. Patomechanizm zakażeń DAEC. 7.1. Internalizacja DAEC. 8. Epidemiologia zakażeń szczepami DAEC. 9. Diagnostyka. 10. Podsumowanie

POSTĘPY MIKROBIOLOGII 2019, 58, 3

POSTĘPY MIKROBIOLOGII 2019, 58, 3

POSTĘPY MIKROBIOLOGII
2019, 58, 3

O Towarzystwie

PTM

Celem Polskiego Towarzystwa
Mikrobiologów jest propagowanie rozwoju nauk mikrobiologicznych

i popularyzowanie osiągnięć
mikrobiologii wśród członków Towarzystwa oraz szerokich kręgów społeczeństwa. Formami działalności jest organizowanie zjazdów, posiedzeń naukowych, kursów, wykładów
i odczytów oraz konkursów prac naukowych; wydawanie i popieranie wydawania czasopism naukowych, książek
i innych publikacji
z dziedziny mikrobiologii; opiniowanie o stanie i potrzebach mikrobiologii polskiej

i występowanie w jej sprawach wobec
władz państwowych; współpraca
z pokrewnymi stowarzyszeniami
w kraju i za granicą.