NOVEL APPLICATIONS OF FUNGI
S. B. SULLIA
Emeritus Professor, Department of Microbiology & Biotechnology
Bangalore University, Jnanabharathi Campus
Bangalore-560056
Email: sbsullia@yahoo.co.in
Fungi have traditionally been the source of several useful chemical substances starting with the well known ethyl alcohol from yeast, which continues to influence human civilization all over the world. In 1928 Alexander Fleming discovered Penicillin opening up the era of antibiotics (Jacobs, 1985). Even though actinomycetes became the more important source of antibiotics in the years to come, some new antibiotics are still being sourced from fungi. Following the antibiotics era, in the latter part of 20th century, scientists isolated from fungi many more products important in agriculture, industry and medicine. However, emphasis started slowly shifting towards other groups of microbes, such as bacteria including actinomycetes. In the 21st century, there are reasons to believe that fungi can again occupy the center stage in bioprospecting novel chemicals useful in industry. In this lecture, I will highlight some of the recently discovered industrial and pharmaceutical applications of fungi, to highlight the premier role fungi will play as source for the production of several new chemicals, through classical as well as biotechnological methods involving cloning of genes.
Protein based therapeutic agents are emerging as the largest class of new chemicals in drug industry. Most proteins being large molecules necessitate their production in living systems, mostly by recombinant DNA technology. The choice of expression hosts for the recombinant drugs has been the subject of current ongoing evaluation. Yeasts and filamentous fungi have been extensively used for production of industrial enzymes and human therapeutic proteins by most industries in the last few years. The ability of these organisms to grow in chemically defined medium in the absence of animal-derived growth factors (e.g., calf serum) and to secrete large amounts of recombinant protein, together with ease of scale-up and low cost of production have made these organisms the systems of choice for producing many industrial enzymes and therapeutic proteins.
Antimicrobials from Fungi
The first antimicrobial agent (antibiotic) to be produced was Penicillin, and it was discovered through the sheer serendipity of Alexander Fleming in 1928. This was derived from the ascomycetous fungus Penicillium notatum. The antibiotic was put into mass production and large scale therapeutic use because of the scale up work subsequently carried out by Howard Florey and Ernst Chain in the 1940s, and this work was spurred by the necessity to cure wounded soldiers of infections during the II world war (Abraham, 1981; Bottcher, 1964; Jacobs, 1985). With the discovery of Streptomycin from an actinomycete, by Selman Waksman in 1944, the era of antibiotics truly began, and during this period extending over two decades, more than 1000 antibiotics were discovered, many of them from actinomycetes, and some from fungi.
As on today, the important antibiotics derived from fungi, other than Penicillin, are: Cephalosporin from Cephalosporium spp., Griseofulvin from Penicillium griseofulvum, Lentinan from Lentinus sp., and Schizophyllan from Schizophyllum commune. Penicillin and Cephalosporin are antibacterial antibiotics acting against Gram-positive bacteria, whereas, Griseofulvin is an antifungal antibiotic useful in treating dermatophyte infections. Lentinan is active against Mycobacterium tuberculosis, Listeria sp., and Herpes Simplex Virus-1 (HSV-1). Schizophyllan is both antibacterial and antifungal in activity. It is useful in controlling Candida albicans and Staphylococcus aureus.
Mushrooms and polypores are rich source of natural antibiotics. The cell wall glucans are well known for their immunomodulatory properties, and the secondary metabolites are active against bacteria (Benedict and Brady, 1972; Kupra et al., 1979) and viruses (Suzuki et al., 1990; Brandt and Piraino, 2000). Exudates from mushroom mycelia are active against protozoa such as the malarial parasite Plasmodium falciparum (Lovy et al. 1999; Isaka et al., 2001). Since humans and fungi share common microbial antagonists such as Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, humans can benefit from the natural defense strategies of fungi to produce antimicrobials (Hardman et al., 2001). The general hypothesis increasingly substantiated is that polypores provide a protective immunological shield against a variety of infectious diseases (Chihara, 1992; Hobbs, 1986; Mizuno et al., 1995).
Two other polypores are notable, Fomes fometarius and Piptoporus betulinus, both of which were found in the high Alpines near the border of Italy, buried along with the legendary ‘ice man’ 5300 years ago (Peintner et al., 1998). Scientists believe that the use of these fungi was for their antimicrobial properties.
In a recent in vitro study, more than 75% of polypore species surveyed showed antimicrobial property (Suay et al., 2000). In particular, this study showed species of the genus Ganoderma such as G. applanatum, G. lucidum, G. pfeifferi and G. resinaceum to be effective against Gram-positive bacteria. In contrast, gilled mushrooms such as Psylocibe semilanceata, Pleurotus eryngii, and Lactarius delicious all strongly inhibited the growth of Staphylococcus aureus (Smania et al., 2001). Going in more detail about this aspect is out of the scope of this article; however, one could understand that the mushroom and polypore genome stands out as a virtually untapped resource for novel antimicrobials.
Non-antibiotic Therapeutics from Fungi
There are non-antibiotic therapeutic agents obtained from fungi that have revolutionized medical practice. Cyclosporin is an important immunosuppressant drug that is used in organ transplantation surgery. Cyclosporin-A is derived from Tolypocladium inflatum, and Aspergillus sp. Isopenicillin-N is a common precursor of Penicillin and Ensuphulosporan antibiotics and this is produced by T. inflatum. About 20% of the drugs produced by pharmaceutical industry today are derived from fungi (Churchill, 2001).
Lovastatin is a cholesterol biosynthesis inhibitor derived from Aspergillus terreus. It is one of the many drugs used as a cholesterol reducing agent. A similar cholesterol reducing drug is produced from Penicillium citrinum, and it is called Pravastatin.
Fungi are the source of vitamin B12 (Saccharomyces cerevisiae) and other vitamins (S. cerevisiae, Ashbya sp., Blakeslea sp.), hallucinogens (Psylocybe sp.), and steroids useful in fertility regulation (Rhizopus spp.).
Bulk Enzymes from Fungi
There are several multinational companies having stake in manufacturing industrial enzymes from fungi. Biocon India Ltd. is a major bulk enzyme producer in India, but not a major at global level. The top 14 companies at the global level are listed in table 1.
Table-1. Major bulk Enzyme producing Companies ( from Ratlege and Kristiansen, 2001)
1. Amano Pharmaceutical Co., Japan
2. Biocatalysis Ltd., Wales
3. Enzyme Development Corp., USA
4. Danisco Cultar, Finland
5. DSM-GIST, Netherlands
6. Meito Sankyo Co., Japan
7. Nagase Biochemicals Ltd., Japan
8. Novo Nordisk, Denmark
9. Rhone-Poulenc, England
10. Rohm gmbh, Germany
11. Sankyo Co., Japan
12. Shin-Nihon Chemical Co., Japan
13. Solavy Enzymes gmbh, Germany
14. Yakult Biochemical Co., Japan
The bulk enzymes produced have found use mainly in the areas mentioned in table-2 (from Ratlege and Kristiansen, 2001).
Table-2.Use of Enzymes for different purposes
Food 45 %
Detergent 34 %
Textile 11 %
Leather 3 %
Pulp/paper 1 %
Others 6 %
The major enzymes sourced from fungi are listed in table-3.
Table-3. The major enzymes sourced from fungi
ENZYME SOURCE
Acid, alkaline & Aspergillus oryzae; A. niger
neutral proteases A. flavus; A. sojae
Cellulase Trichoderma koningi
Diastase Aspergillus oryzae
Glucoamylase Aspergillus niger; A. oryzae
Invertase Saccharomyces cerevisiae
Lactase S. lactis; Rhizopus oryzae
Ligninase Phanerochaete chrysosporium
Lipase Rhizopus spp.
Pectinase A. niger; Sclerotinia libertina
Organic acids from Fungi
There are several organic acids produced on a commercial scale from fungi. These will not be discussed in detail in this paper. More information is available in the articles by Kubicek (2001). However, some examples are given in table 4.
Table-4. Organic acids produced from fungi
Organic acid Source
Citric acid Aspergillus niger
Fumaric acid Rhizopus nigricans
Gluconic acid Aspergillus niger
Itaconic acid A. terreus
Kojic acid A. oryzae
Use of Fungi as Expression Hosts for Therapeutic proteins
The most important recent development in microbial biotechnology is the use of fungi as expression hosts for recombinant proteins used as therapeutic agents for human diseases. A good expression host for recombinant proteins should have the following properties:
• It should have the ability to produce the product in large quantities.
• It should not have proteolytic enzymes which destroy the product.
• It should be easy to cultivate in large volumes in fermenters.
• Its biology should be thoroughly understood.
• It should be able to carry out post-translational modifications such as protein folding, disulfide bond formation and glycosylation (needed for human proteins).
Bacteria are good expression hosts and Escherichia coli has been extensively used for the expression of heterologous proteins. However, bacterial expression hosts suffer from certain disadvantages with regard to the production of human therapeutic proteins. Bacteria are easy to cultivate and do produce large quantities of recombinant proteins, but being prokaryotes, they do not have the metabolic machinery to carry ou
การประยุกต์ใช้งานนวนิยายของเชื้อราS. บี SULLIA ศาสตราจารย์กิตติคุณภาควิชาจุลชีววิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพบังกาลอร์มหาวิทยาลัย Jnanabharathi มหาวิทยาลัยบังกาลอร์-560056 อีเมล์: sbsullia@yahoo.co.in เชื้อราได้รับแบบดั้งเดิมแหล่งที่มาของสารเคมีที่มีประโยชน์หลายที่เริ่มต้นด้วยเอทิลแอลกอฮอล์ที่รู้จักกันดีจากยีสต์ที่ ยังคงมีอิทธิพลต่ออารยธรรมของมนุษย์ทั่วทุกมุมโลก ในปี 1928 อเล็กซานเดเฟลมมิ่งค้นพบเปิด Penicillin ถึงยุคของยาปฏิชีวนะ (จาคอบส์ 1985) แม้ว่า actinomycetes กลายเป็นแหล่งที่สำคัญมากขึ้นของยาปฏิชีวนะในปีที่จะมายาปฏิชีวนะใหม่บางส่วนยังคงถูกที่มาจากเชื้อรา ต่อไปนี้ยุคยาปฏิชีวนะในส่วนหลังของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ที่แยกได้จากเชื้อราผลิตภัณฑ์อื่น ๆ อีกมากมายที่สำคัญในภาคเกษตรอุตสาหกรรมและการแพทย์ แต่เน้นเริ่มช้าขยับไปทางกลุ่มอื่น ๆ ของจุลินทรีย์เช่นแบคทีเรียรวมทั้ง actinomycetes ในศตวรรษที่ 21 มีเหตุผลที่จะเชื่อว่าเชื้อราอีกครั้งสามารถครอบครองเวทีกลางในนวนิยาย bioprospecting สารเคมีที่มีประโยชน์ในอุตสาหกรรม ในการบรรยายนี้ผมจะเน้นบางส่วนของการค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้งานอุตสาหกรรมและยาของเชื้อราเพื่อเน้นเชื้อราบทบาทนายกรัฐมนตรีจะเล่นเป็นแหล่งข้อมูลสำหรับการผลิตของสารเคมีใหม่ ๆ ที่ผ่านการคลาสสิกเช่นเดียวกับวิธีทางเทคโนโลยีชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับการโคลนยีน. โปรตีน ตามตัวแทนการรักษาโรคที่เกิดขึ้นใหม่เป็นชั้นที่ใหญ่ที่สุดของสารเคมีใหม่ในอุตสาหกรรมยา โปรตีนมากที่สุดเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีการผลิตในระบบที่อาศัยอยู่ส่วนใหญ่โดยเทคโนโลยีดีเอ็นเอ ทางเลือกของการเป็นเจ้าภาพการแสดงออกสำหรับยาเสพติด recombinant ได้รับเรื่องของการประเมินผลอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน ยีสต์และเชื้อราที่มีการใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตเอนไซม์และโปรตีนในการรักษามนุษย์โดยอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความสามารถของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะเติบโตในระดับปานกลางที่กำหนดไว้ทางเคมีในกรณีที่ไม่มีปัจจัยการเจริญเติบโตที่ได้จากสัตว์ (เช่นเซรั่มน่อง) และหลั่งจำนวนมากของโปรตีนพร้อมกับความสะดวกในการระดับขึ้นและต้นทุนต่ำของการผลิตได้ทำให้เหล่านี้ มีชีวิตระบบของทางเลือกในการผลิตเอนไซม์หลายอุตสาหกรรมและโปรตีนในการรักษา. ยาต้านจุลชีพจากเชื้อราตัวแทนต้านจุลชีพแรก (ยาปฏิชีวนะ) ที่จะผลิตเป็น Penicillin และมันถูกค้นพบโดยบังเอิญที่แท้จริงของอเล็กซานเดเฟลมมิงในปี 1928 นี้ได้มาจาก ascomycetous เชื้อรา Penicillium เลียมโนทาทั ยาปฏิชีวนะที่ถูกใส่ลงไปในการผลิตจำนวนมากและการใช้การรักษาขนาดใหญ่เพราะขนาดในการทำงานภายหลังดำเนินการโดยโฮเวิร์ด Florey และโซ่เอิร์นส์ในปี 1940 และผลงานชิ้นนี้ได้รับการกระตุ้นโดยความจำเป็นในการรักษาทหารที่ได้รับบาดเจ็บจากการติดเชื้อในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง (อับราฮัม, 1981; Bottcher 1964; จาคอบส์ 1985) กับการค้นพบนี้ streptomycin จาก actinomycete โดยเซล Waksman ในปี 1944 ยุคของการใช้ยาปฏิชีวนะอย่างแท้จริงเริ่มต้นและในช่วงเวลานี้การขยายกว่าสองทศวรรษที่ผ่านมามากกว่า 1000 ยาปฏิชีวนะที่ถูกค้นพบมากของพวกเขาจาก actinomycetes และบางส่วนจากเชื้อรา. ในฐานะที่เป็น ในวันนี้ที่ยาปฏิชีวนะที่สำคัญมาจากเชื้อราอื่นที่ไม่ใช่ Penicillin คือ:. Cephalosporin จากเอสพีพี Cephalosporium, Griseofulvin จาก Penicillium griseofulvum, Lentinan จากเห็ด SP และ Schizophyllan จากเห็ดแครง. Penicillin และ Cephalosporin ยาปฏิชีวนะต้านเชื้อแบคทีเรียที่ทำหน้าที่ต่อต้านแบคทีเรียแกรมบวกในขณะที่ Griseofulvin เป็นเชื้อรายาปฏิชีวนะประโยชน์ในการรักษาโรคติดเชื้อ dermatophyte Lentinan มีการใช้งานกับเชื้อวัณโรค, Listeria sp. และไวรัสเริม-1 (HSV-1) Schizophyllan เป็นทั้งต้านเชื้อแบคทีเรียและเชื้อราในกิจกรรม มันจะมีประโยชน์ในการควบคุมเชื้อ Candida albicans และเชื้อ Staphylococcus aureus. เห็ดและ polypores เป็นแหล่งที่อุดมไปด้วยยาปฏิชีวนะธรรมชาติ กลูแคนผนังเซลล์ที่รู้จักกันดีสำหรับคุณสมบัติของภูมิคุ้มกันของพวกเขาและสารทุติยภูมิที่มีการใช้งานต่อต้านแบคทีเรีย (เบเนดิกต์และเบรดี้, 1972. Kupra, et al, 1979) และไวรัส (ซูซูกิ, et al, 1990;. แบรนด์และ Piraino, 2000) . exudates จากเส้นใยเห็ดมีการใช้งานกับโปรโตซัวเช่นปรสิตมาลาเรีย Plasmodium falciparum (Lovy et al, 1999;.. Isaka, et al, 2001) ตั้งแต่มนุษย์และเชื้อราแบ่งปันคู่อริจุลินทรีย์ทั่วไปเช่นเชื้อ Escherichia coli, Staphylococcus aureus และเชื้อ Pseudomonas aeruginosa มนุษย์จะได้ประโยชน์จากกลยุทธ์ในการป้องกันตามธรรมชาติของเชื้อราในการผลิตยาต้านจุลชีพ (ฮาร์ดแมน et al., 2001) สมมติฐานทั่วไปพิสูจน์มากขึ้นก็คือว่า polypores ให้โล่ภูมิคุ้มกันป้องกันความหลากหลายของโรคติดเชื้อ (Chihara 1992; ฮอบส์, 1986. Mizuno, et al, 1995). สอง polypores อื่น ๆ ที่มีความโดดเด่น, fometarius Fomes และ Piptoporus betulinus ทั้งสอง ซึ่งถูกพบใน Alpines สูงใกล้ชายแดนของอิตาลีถูกฝังพร้อมกับตำนานมนุษย์น้ำแข็ง '5300 ปีที่ผ่านมา (Peintner et al., 1998) นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการใช้เชื้อราเหล่านี้เป็นคุณสมบัติต้านจุลชีพของพวกเขา. ในการศึกษาการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในที่ผ่านมามากกว่า 75% ของสายพันธุ์ polypore สำรวจแสดงให้เห็นว่าสถานที่ให้บริการยาต้านจุลชีพ (สวย et al., 2000) โดยเฉพาะอย่างยิ่งการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าสายพันธุ์ของเห็ดหลินจือชนิดเช่น applanatum กรัม, เห็ดหลินจือ, G. pfeifferi กรัมและ resinaceum จะมีผลต่อแบคทีเรียแกรมบวก ในทางตรงกันข้าม, เห็ด gilled เช่น Psylocibe semilanceata, Pleurotus ออรินจิและคทารัสอร่อยทุกยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อ Staphylococcus aureus (ที่ Smania et al., 2001) ไปในรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับด้านนี้อยู่นอกขอบเขตของบทความนี้; แต่ใครจะเข้าใจว่าเห็ดและจีโนม polypore ยืนออกเป็นทรัพยากรที่ไม่ได้ใช้จริงสำหรับยาต้านจุลชีพนวนิยาย. การรักษาที่ไม่ใช่ยาปฏิชีวนะจากเชื้อรามีตัวแทนการรักษาที่ไม่ใช่ยาปฏิชีวนะที่ได้จากเชื้อราที่มีการปฏิวัติการปฏิบัติทางการแพทย์ที่มี cyclosporin เป็นยาภูมิคุ้มกันที่สำคัญที่ใช้ในการผ่าตัดปลูกถ่ายอวัยวะ cyclosporin-A มาจาก Tolypocladium inflatum และ Aspergillus SP Isopenicillin-N เป็นสารตั้งต้นที่พบบ่อยของยาปฏิชีวนะ Penicillin และ Ensuphulosporan และนี่คือที่ผลิตโดยที inflatum ประมาณ 20% ของยาเสพติดที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมยาในวันนี้จะได้มาจากเชื้อรา (เชอร์ชิล, 2001). Lovastatin เป็นสารยับยั้งการสังเคราะห์คอเลสเตอรอลที่ได้มาจากเชื้อรา Aspergillus terreus มันเป็นหนึ่งในยาเสพติดจำนวนมากใช้เป็นตัวแทนการลดคอเลสเตอรอล คอเลสเตอรอลที่คล้ายกันลดยาเสพติดที่ผลิตจาก Penicillium citrinum และจะเรียกว่า pravastatin. เชื้อราเป็นแหล่งของวิตามินบี 12 (Saccharomyces cerevisiae) และวิตามินอื่น ๆ (เอส cerevisiae, Ashbya sp. Blakeslea Sp.), ยาหลอนประสาท (Psylocybe SP ) และเตียรอยด์ที่มีประโยชน์ในการควบคุมความอุดมสมบูรณ์ (Rhizopus spp.). เอ็นไซม์จำนวนมากจากเชื้อรามี บริษัท ข้ามชาติหลายแห่งมีสัดส่วนการถือหุ้นในการผลิตเอนไซม์อุตสาหกรรมจากเชื้อรา Biocon อินเดีย จำกัด เป็นผู้ผลิตเอนไซม์เป็นกลุ่มใหญ่ในอินเดีย แต่ไม่ได้เป็นใหญ่ในระดับโลก ด้านบน 14 บริษัท ในระดับโลกมีการระบุไว้ในตารางที่ 1 ตารางที่ 1 ที่สำคัญกลุ่ม บริษัท ผลิตเอนไซม์ (จาก Ratlege และ Kristiansen, 2001) 1 อะมาโนะ Pharmaceutical Co. , ญี่ปุ่น2 biocatalysis จำกัด เวลส์3 เอนไซม์พัฒนาคอร์ปประเทศสหรัฐอเมริกา4 Danisco Cultar, ฟินแลนด์5 แพ็ทริกจี, เนเธอร์แลนด์6 Meito Sankyo Co. , ญี่ปุ่น7 Nagase สารชีวเคมี จำกัด ประเทศญี่ปุ่น8 Novo Nordisk, เดนมาร์ก9 Rhone-Poulenc อังกฤษ10 Rohm GmbH ประเทศเยอรมนี11 Sankyo Co. , ญี่ปุ่น12 Shin-Nihon Chemical Co. , ญี่ปุ่น13 Solavy เอนไซม์ GmbH ประเทศเยอรมนี14 ยาคูลท์ชีวเคมี Co. , ญี่ปุ่นเอนไซม์ที่ผลิตจำนวนมากได้พบการใช้งานส่วนใหญ่ในพื้นที่ที่ระบุไว้ในตารางที่2 (จาก Ratlege และ Kristiansen, 2001). ตาราง 2.Use ของเอนไซม์เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันอาหาร45% ผงซักฟอก 34% สิ่งทอ 11% หนัง 3% เยื่อกระดาษ / กระดาษ 1% อื่น ๆ 6% เอนไซม์ที่สำคัญมาจากเชื้อรามีการระบุไว้ในตารางที่ 3. ตารางที่ 3 เอนไซม์ที่สำคัญมาจากเชื้อราเอนไซม์แหล่งกรดด่างและAspergillus oryzae; A. ไนเจอร์โปรตีเอสที่เป็นกลางA. flavus; A. sojae เซลลูเชื้อรา Trichoderma koningi Diastase Aspergillus oryzae glucoamylase Aspergillus ไนเจอร์; A. oryzae อินเวอร์ Saccharomyces cerevisiae lactase lactis เอส; Rhizopus oryzae Ligninase Phanerochaete chrysosporium เอนไซม์ไลเปส Rhizopus spp. เพคติเนสเอไนเจอร์; Sclerotinia libertina กรดอินทรีย์จากเชื้อรามีกรดอินทรีย์หลายผลิตในเชิงพาณิชย์จากเชื้อรา เหล่านี้จะไม่ได้รับการกล่าวถึงในรายละเอียดในบทความนี้ ข้อมูลเพิ่มเติมสามารถดูได้ในบทความโดย Kubicek (2001) อย่างไรก็ตามตัวอย่างบางส่วนจะได้รับในตารางที่ 4 ตารางที่ 4 กรดอินทรีย์ที่ผลิตจากเชื้อราอินทรีย์กรดมาซิตริกกรดAspergillus ไนเจอร์Fumaric กรด Rhizopus nigricans Gluconic กรด Aspergillus ไนเจอร์itaconic กรด A. terreus Kojic กรด A. oryzae ใช้เชื้อราเป็นเจ้าภาพการแสดงออกของโปรตีนในการรักษาการพัฒนาที่ผ่านมาที่สำคัญที่สุดในด้านเทคโนโลยีชีวภาพจุลินทรีย์คือการใช้ของเชื้อราในฐานะเจ้าภาพการแสดงออกของโปรตีนสำหรับใช้เป็นตัวแทนการรักษาสำหรับโรคของมนุษย์ พื้นที่การแสดงออกที่ดีสำหรับโปรตีนควรมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้. •ควรมีความสามารถในการผลิตสินค้าในปริมาณมาก. •มันไม่ควรมีเอนไซม์โปรตีนที่ทำลายผลิตภัณฑ์•มันควรจะเป็นเรื่องง่ายที่จะปลูกฝังในปริมาณขนาดใหญ่ในหมัก. •ชีววิทยามันควรจะเข้าใจอย่างทั่วถึง. •มันควรจะสามารถที่จะดำเนินการปรับเปลี่ยนการโพสต์แปลเช่นพับโปรตีนก่อพันธบัตรซัลไฟด์และไกลโคซิเล (จำเป็นสำหรับโปรตีนมนุษย์). แบคทีเรียเป็นเจ้าภาพการแสดงออกที่ดีและเชื้อ Escherichia coli ได้รับอย่างกว้างขวาง ใช้สำหรับการแสดงออกของโปรตีน heterologous แต่การแสดงออกเจ้าภาพแบคทีเรียทนทุกข์ทรมานจากข้อเสียบางเรื่องเกี่ยวกับการผลิตโปรตีนในการรักษามนุษย์ แบคทีเรียจะง่ายต่อการเพาะปลูกและจะผลิตในปริมาณมากของโปรตีน แต่เป็น prokaryotes พวกเขาไม่ได้มีเครื่องจักรที่จะดำเนินการเผาผลาญอู
การแปล กรุณารอสักครู่..
นวนิยายการประยุกต์ใช้เชื้อรา
S . B . sullia
ศาสตราจารย์กิตติคุณ ภาควิชาจุลชีววิทยา เทคโนโลยีชีวภาพ มหาวิทยาลัย&
,
jnanabharathi วิทยาเขต bangalore-560056
Email : sbsullia @ yahoo ร่วมกัน
ราที่มีประเพณีแหล่งที่มาของสารเคมีหลายประโยชน์เริ่มที่รู้จักกันดีเอทิลแอลกอฮอล์จากยีสต์ ซึ่งยังคงมีอิทธิพลต่ออารยธรรมมนุษย์ ทั่วโลกใน ค.ศ. 1928 อเล็กซานเดอร์เฟลมมิงค้นพบเพนนิซิลินเปิดยุคของยาปฏิชีวนะ ( Jacobs , 1985 ) แม้ว่าด้วยกัน กลายเป็นแหล่งสำคัญของยาปฏิชีวนะในปีมาใหม่ยาปฏิชีวนะยังคงมีที่มาจากเชื้อรา ต่อยาปฏิชีวนะยุค ในส่วนหลังของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ที่แยกได้จากเชื้อราอีกหลายผลิตภัณฑ์ที่สำคัญในการเกษตรอุตสาหกรรมและการแพทย์ อย่างไรก็ตาม เน้นเริ่มค่อยๆ เปลี่ยนไปสู่กลุ่มอื่นๆ ของจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรีย รวมทั้งเชื้อแอคติโนมัยสีท . ในศตวรรษที่ 21 มีเหตุผลที่จะเชื่อว่าเชื้อราอีกครั้งสามารถครอบครองกลางเวทีใน bioprospecting สารเคมีที่มีประโยชน์ใหม่ในอุตสาหกรรม ในการบรรยายครั้งนี้ผมจะเน้นบางส่วนของอุตสาหกรรมและการค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ ยาเชื้อรา เพื่อเน้นบทบาทของเชื้อราจะเล่นพรีเมียร์ เป็นแหล่งสำหรับการผลิตของสารเคมีใหม่หลายผ่านคลาสสิกรวมทั้งวิธีการทางเทคโนโลยีชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับการโคลนยีนโปรตีนจากตัวแทนผู้
ใหม่เป็นห้องที่ใหญ่ที่สุดของสารเคมีใหม่ในอุตสาหกรรมยาส่วนใหญ่เป็นโปรตีนโมเลกุลขนาดใหญ่จำเป็นการผลิตของพวกเขาในระบบชีวิตเป็นส่วนใหญ่ โดยเทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ดีเอ็นเอ ทางเลือกของการแสดงออกของโฮสต์สำหรับยาโปรตีนที่ได้รับเรื่องของปัจจุบันการประเมินผลอย่างต่อเนื่อง ยีสต์และราเส้นใยได้รับอย่างกว้างขวางใช้ในการผลิตเอนไซม์และโปรตีนบำบัด โดยอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ของอุตสาหกรรมในช่วงหลายปีที่ผ่านมาความสามารถของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ที่จะเติบโตในทางที่กำหนดไว้ ( ในกรณีที่ไม่มีปัจจัยการเจริญเติบโตมาจากสัตว์ ( เช่น วัว เซรั่ม ) และหลั่งปริมาณมากของรีคอมบิแนนท์โปรตีน ด้วยกันกับความสะดวกในการขยายขนาดและต้นทุนการผลิตต่ำ ทำให้สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ในระบบของทางเลือกสำหรับหลายอุตสาหกรรมผลิตเอนไซม์และโปรตีนบำบัด
ต่อไปจากเชื้อรายาต้านจุลชีพตัวแทนแรก ( ยาปฏิชีวนะ ) จะผลิตเป็นยาปฏิชีวนะและมันถูกค้นพบผ่าน Serendipity อิดของอเล็กซานเดอร์ เฟลมมิ่งแบบ นี้ได้มาจากเชื้อรา Penicillium ascomycetous notatum .ยาปฏิชีวนะที่ได้ใส่ลงในการผลิตและการใช้ขนาดใหญ่ เพราะขนาดงาน ซึ่งดำเนินการโดย โฮเวิร์ด ฟลอรีย์ และเอิร์นส์โซ่ในยุค 40 และงานนี้ถูกกระตุ้นโดยความจำเป็นเพื่อรักษาทหารที่บาดเจ็บของเชื้อระหว่าง 2 สงครามโลก ( อับราฮัม , 1981 ; bottcher , 1964 ; Jacobs , 1985 ) กับการค้นพบยารักษาจากแอคติโนมัยซีท ,โดย เซลแมน แวกส์แมนใน 1944 , ยุคของยาปฏิชีวนะอย่างแท้จริงเริ่มต้น และในช่วงเวลานี้ขยายกว่าสองทศวรรษ กว่า 1000 ยาปฏิชีวนะที่พบมากของพวกเขาจากแอคติโนมัยซิส และบางส่วนจากเชื้อรา .
ในวันนี้สำคัญยาปฏิชีวนะมาจากเชื้อรา นอกจากเพนิซิลลิน เซฟาโลสปอรินจากเซฟาโลสปอเรียม : กริ spp . จาก griseofulvum Penicillium ,เลนติเนน จากเห็ด sp . และ schizophyllan จากเห็ดแครง . เพนนิซิลลิน และเซฟาโลสปอรินเป็นยาปฏิชีวนะต้านแบคทีเรียการแสดงกับแบคทีเรีย แกรมบวก ส่วนกริยาปฏิชีวนะ เป็นประโยชน์ในการรักษาเชื้อเดอมาโตไฟต์ . เลนติแนนอยู่กับเชื้อวัณโรค , Listeria sp . และเริม virus-1 ( HSV-1 )schizophyllan ทั้งแบคทีเรียและเชื้อรา ในกิจกรรม มันมีประโยชน์ในการควบคุมเชื้อ Candida albicans และ Staphylococcus aureus .
เห็ดและ polypores เป็นแหล่งอุดมของยาปฏิชีวนะธรรมชาติ ผนังเซลล์เป็นรู้จักกันดีของเบต้าเซลล์ คุณสมบัติ และชนิดทุติยภูมิ มีการใช้งาน และต่อต้านเชื้อแบคทีเรีย ( เบเนดิกต์เบรดี้ , 1972 ; kupra et al . ,1979 ) และไวรัส ( Suzuki et al . , 1990 ; แบรนท์ และ ปิรา โน , 2000 ) สารที่หลั่งจากเส้นใยเห็ดมีการใช้งานกับโปรโตซัวปรสิตพลาสโมเดียม ฟัลซิปารัม เช่น มาลาเรีย ( lovy et al . 2542 ; Isaka et al . , 2001 ) เนื่องจากมนุษย์และราหุ้นทั่วไปคู่อริของจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรีย Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa , Staphylococcus aureus และ ,มนุษย์ได้ประโยชน์จากธรรมชาติ กลยุทธ์ในการป้องกันเชื้อราเพื่อผลิตยาต้านจุลชีพ ( ฮาร์ดแมน et al . , 2001 ) พิสูจน์สมมติฐานทั่วไปมากขึ้นคือ polypores ให้ภูมิคุ้มกันป้องกันโล่กับความหลากหลายของโรคติดเชื้อ ( chihara , 1992 ; ฮอบส์ , 1986 ; งูเห่า et al . , 1995 )
polypores อีกสองคนเด่น และ betulinus เปอร์ fometarius piptoporus ,ซึ่งทั้งสองพบในที่สูง alpines ใกล้ชายแดนของอิตาลี ถูกฝังพร้อมกับตำนาน ' น้ำแข็ง ' 5 , 300 ปีมาแล้ว ( peintner et al . , 1998 ) นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า การใช้เชื้อราเหล่านี้คือคุณสมบัติของยาต้านจุลชีพ .
ในล่าสุดการศึกษาในห้องปฏิบัติการกว่า 75% ของ polypore ชนิดสำรวจพบคุณสมบัติต้านจุลชีพ ( ส่วย et al . , 2000 ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งการศึกษาชนิดของพืชสกุล Ganoderma เห็ดหลินจือ applanatum เช่น G G G G pfeifferi resinaceum มีประสิทธิภาพต่อต้านแบคทีเรียกรัมบวก ในทางตรงกันข้าม เช่น psylocibe semilanceata gilled เห็ดนางรม , รินจิ และ lactarius อร่อยทั้งหมดมีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อ Staphylococcus aureus ( smania et al . , 2001 )ไปในรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับด้านนี้ไม่อยู่ในขอบเขตของบทความนี้ อย่างไรก็ตาม อาจเข้าใจว่า เห็ด และ polypore พันธุกรรมเด่นเป็นทรัพยากรแทบไม่ได้ใช้สำหรับยาใหม่
ไม่ใช่ยาปฏิชีวนะ ) จากเชื้อรา
มีปลอดยาปฏิชีวนะรักษาโรคที่เกิดจากเชื้อราตัวแทนที่มี revolutionized การทางการแพทย์ .โรงงานเป็นสำคัญ immunosuppressant ยาเสพติดที่ใช้ในการผ่าตัดปลูกถ่ายอวัยวะ cyclosporin-a ได้มาจาก tolypocladium inflatum และ Aspergillus sp . isopenicillin-n เป็นสารตั้งต้นทั่วไปของยาปฏิชีวนะเพนนิซิลลิน และ ensuphulosporan และผลิตโดย inflatum . ประมาณ 20% ของยาเสพติดที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมเภสัชกรรมในวันนี้มีที่มาจากเชื้อรา ( เชอร์ชิลล์2001 ) .
โลวาสแททิน เป็นสารสกัดจากเชื้อรา Aspergillus terreus ที่ไขมันใน . มันเป็นหนึ่งในยาที่ใช้มากเป็นคอเลสเตอรอลลดแทน คล้ายกับคอเลสเตอรอลลดยาผลิตจาก Penicillium citrinum และเรียกว่าคนแรก .
ราเป็นแหล่งของวิตามินบี 12 ( Saccharomyces cerevisiae ) และวิตามินอื่น ๆ ( S . cerevisiae ashbya sp . , blakeslea sp . )ประสาทหลอน ( psylocybe sp . ) และใช้ประโยชน์ในการควบคุมภาวะเจริญพันธุ์ ( Rhizopus spp . )
กลุ่มเอนไซม์จากเชื้อรา
มีหลาย บริษัท ข้ามชาติที่มีบริษัทในอุตสาหกรรมการผลิตเอนไซม์จากเชื้อรา biocon อินเดีย จำกัด เป็นผู้ผลิตเอนไซม์เป็นกลุ่มหลักในอินเดีย แต่ไม่ใหญ่ในระดับสากล อันดับ 14 บริษัท ในระดับสากล มีการระบุไว้ในตารางที่ 1
table-1 .หลักของกลุ่ม บริษัท ผลิตเอนไซม์จาก ratlege และ kristiansen , 2001 )
1 อามาโนะ เภสัชกรรม Co . , ญี่ปุ่น
2 วัสดุที่ใช้ถูพื้นจำกัด เวลส์
3 เอนไซม์พัฒนา Corp . , USA
4 danisco คัลทาร์ ฟินแลนด์
5 dsm-gist เนเธอร์แลนด์
6 meito SANKYO Co . , ญี่ปุ่น
7 นากาเสะ อัลลิซิน จำกัด ประเทศญี่ปุ่น
8 Novo Nordisk เดนมาร์ก
9 โรน ปูเลงค์ อังกฤษ
10 โรม GmbH , Germany
11 กลุ่ม บริษัท ญี่ปุ่น
12Shin Nihon Chemical Co . , ญี่ปุ่น
13 solavy เอนไซม์ GmbH , Germany
14 ยาคูลท์ชีวเคมี Co . , ญี่ปุ่น
กลุ่มเอนไซม์ที่ผลิตได้พบใช้ส่วนใหญ่ในพื้นที่ดังกล่าวใน ( จาก ratlege เสกโต๊ะ และ kristiansen , 2001 ) .
table-2.use เอนไซม์หลากหลายวัตถุประสงค์
อาหาร 45 %
ผงซักฟอก 34 %
%
หนังสิ่งทอ 11 3 %
กระดาษ 1 %
%
คนอื่น 6
การแปล กรุณารอสักครู่..