Penicillium chrysogenum jedná se o druh houby, který se nejčastěji používá při výrobě penicilinu. Tento druh je v rodu plísně Penicillium čeledi Aspergilliaceae z Ascomycota.
Je charakterizována tím, že je vláknitá houba se septálními hyfami. Když se pěstuje v laboratoři, jeho kolonie rychle rostou. Jsou sametově až bavlněného vzhledu a modrozelené barvy..
Rejstřík článků
P. chrysogenum je to saprofytický druh. Je schopen rozložit organickou hmotu na jednoduché sloučeniny uhlíku, které používá ve své stravě.
Tento druh je všudypřítomný (lze ho najít kdekoli) a je běžné jej najít v uzavřených prostorách, na zemi nebo v souvislosti s rostlinami. Roste také na chlebu a jeho výtrusy jsou běžné v prachu..
Spory P. chrysogenum mohou způsobit respirační alergie a kožní reakce. Může také produkovat různé typy toxinů, které ovlivňují člověka.
Nejznámějším využitím tohoto druhu je produkce penicilinu. Toto antibiotikum bylo poprvé objeveno Alexanderem Flemingem v roce 1928, ačkoli ho původně identifikoval jako P. rubrum.
Ačkoli existují i jiné druhy plísně Penicillium schopné produkovat penicilin, P. chrysogenum je to nejběžnější. Jeho preferenční použití ve farmaceutickém průmyslu je způsobeno vysokou produkcí antibiotika.
Rozmnožují se nepohlavně pomocí konidií (nepohlavních spor), které se produkují v konidioforech. Jedná se o vzpřímené a tenkostěnné, s několika phialides (buňky produkující konidie).
K pohlavní reprodukci dochází prostřednictvím askospor (sexuálních spor). Ty se vyskytují v silnostěnných asci (plodnicích).
Askospory (sexuální výtrusy) se produkují v asci (plodnicích). Jsou typu cleistothecium (kulatého tvaru) a mají sklerotizované stěny.
Sekundární metabolity jsou organické sloučeniny produkované živými bytostmi, které přímo nezasahují do jejich metabolismu. V případě hub tyto sloučeniny pomáhají identifikovat.
P. chrysogenum Vyznačuje se produkcí roquefortinu C, meleagrinu a penicilinu. Tato kombinace sloučenin usnadňuje jejich identifikaci v laboratoři. Kromě toho houba produkuje další barevné sekundární metabolity. Xanthoxiliny jsou zodpovědné za žlutou barvu exsudátu typického pro tento druh.
Na druhou stranu může produkovat aflatoxiny, což jsou mykotoxiny, které jsou pro člověka škodlivé. Tyto toxiny napadají jaterní systém a mohou vést k cirhóze a rakovině jater. Spory houby kontaminují různé potraviny, které při požití mohou způsobit tuto patologii.
Tento druh je saprofytický. Má schopnost produkovat trávicí enzymy, které se uvolňují z organické hmoty. Tyto enzymy degradují substrát a rozkládají komplexní sloučeniny uhlíku.
Později se jednodušší sloučeniny uvolňují a mohou být absorbovány hyfy. Živiny, které se nespotřebovávají, se hromadí jako glykogen.
P. chrysogenum poprvé popsal Charles Thom v roce 1910. Tento druh má rozsáhlou synonymii (různá jména pro stejný druh).
Fleming v roce 1929 identifikoval druhy produkující penicilin jako P. rubrum, kvůli přítomnosti červené kolonie. Později byl druh přidělen pod jménem P. notatum.
V roce 1949 to mykologové Raper a Thom naznačili P. notatum je synonymem pro P. chrysogenum. V roce 1975 byla provedena revize skupiny druhů souvisejících s P. chrysogenum a pro toto jméno bylo navrženo čtrnáct synonym.
Velké množství synonym pro tento druh souvisí s obtížností stanovení diagnostických znaků. Bylo oceněno, že variace v kultivačním médiu ovlivňují některé charakteristiky. To vedlo k nesprávné identifikaci taxonu.
Je zajímavé poznamenat, že z důvodu priority (první zveřejněné jméno) je název nejstaršího taxonu P. griseoroseum, publikováno v roce 1901. Nicméně, P. chrysogenum je zachován jako konzervovaný název kvůli jeho širokému použití.
V současné době je nejpřesnější charakteristikou pro identifikaci druhu produkce sekundárních metabolitů. Přítomnost roquefortinu C, penicilinu a meleagrinu zaručuje správnou identifikaci.
P. chrysogenum je popsán v sekci Chrysogena žánru plísně Penicillium. Tento rod se nachází v čeledi Aspergilliaceae řádu Eurotiales z Ascomycota.
Sekce Chrysogena se vyznačuje tervertylovanými a čtyřhlavými konidiofory. Fialidy jsou malé a kolonie obecně sametové. Druhy v této skupině jsou tolerantní k slanosti a téměř všechny produkují penicilin.
V sekci bylo identifikováno 13 druhů P. chrysogenum typový druh. Tato sekce je monofyletická skupina a je bratrem sekce Roquefortorum.
Tato houba má vláknitá mycelia. Hyfy jsou přepážky, což je charakteristické pro Ascomycota.
Konidiofory jsou tervertylované (s bohatým větvením). Jsou tenké a hladké, měří 250-500 µm.
Metules (větve conidiophore) mají hladké stěny a phialides jsou baňaté (ve tvaru lahve), a často se silnými stěnami..
Konidie jsou subglobózní až eliptické, o průměru 2,5 - 3,5 μm a při pohledu světelným mikroskopem mají hladké stěny. V rastrovacím elektronovém mikroskopu jsou stěny tuberkulovány.
P. chrysogenum je kosmopolitní. Bylo zjištěno, že tento druh roste v mořských vodách i na půdě přírodních lesů v mírných nebo tropických pásmech..
Jedná se o mezofilní druh, který může růst mezi 5 - 37 ° C, s optimem při 23 ° C. Kromě toho je xerofilní, takže se může vyvíjet v suchém prostředí. Navíc je tolerantní k slanosti.
Vzhledem ke schopnosti růst v různých podmínkách prostředí je běžné ho najít v interiéru. Byl nalezen mimo jiné v klimatizacích, ledničkách a sanitárních systémech.
Je to častá houba jako patogen ovocných stromů, jako jsou broskve, fíky, citrusové plody a guavy. Stejně tak může kontaminovat obiloviny a maso. Roste také na zpracovaných potravinách, jako je chléb a sušenky.
Na P. chrysogenum existuje převaha nepohlavního rozmnožování. Za více než 100 let studia houby nebyla až do roku 2013 pohlavní reprodukce u druhu ověřena.
K tomu dochází prostřednictvím produkce konidií v konidioforech. Tvorba konidií je spojena s diferenciací specializovaných reprodukčních buněk (phialidů).
Produkce konidií začíná, když vegetativní hyfa přestane růst a vytvoří se septum. Pak tato oblast začne bobtnat a vytvoří se řada větví. Apikální buňka větví se diferencuje na phialid, který se začíná dělit mitózou, aby vznikly konidie.
Konidie jsou rozptýleny hlavně větrem. Když konidiospory dosáhnou příznivého prostředí, vyklíčí a vytvoří vegetativní tělo houby..
Studium sexuální fáze v P. chrysogenum Nebylo to snadné, protože kultivační média používaná v laboratoři nepodporují rozvoj sexuálních struktur.
V roce 2013 se německé mykologce Julii Böhm a spolupracovníkům podařilo stimulovat sexuální reprodukci tohoto druhu. Za tímto účelem umístili dvě různé rasy na agar v kombinaci s ovesnými vločkami. Tobolky byly vystaveny temnu při teplotě mezi 15 ° C a 27 ° C.
Po inkubační době mezi pěti týdny a třemi měsíci byla pozorována tvorba kleistocecie (uzavřené zaoblené asci). Tyto struktury byly vytvořeny v kontaktní zóně mezi dvěma rasami.
Tento experiment ukázal, že v P. chrysogenum sexuální reprodukce je heterotalická. Je nezbytná produkce ascogonia (ženská struktura) a antheridia (mužská struktura) dvou různých ras..
Po vzniku ascogonia a antheridia cytoplazmy fúzují (plazmogamie) a poté jádra (karyogamie). Tato buňka vstupuje do meiózy a vede k vzniku askospor (sexuálních spor).
Kolonie na kultivačních médiích rostou velmi rychle. Jsou sametově až bavlněného vzhledu, s bílými myceliemi na okrajích. Kolonie jsou modrozelené barvy a vytvářejí bohatý jasně žlutý exsudát.
Ovocné vůně jsou přítomny v koloniích, podobně jako ananas. U některých plemen však vůně není příliš výrazná..
Penicilin je první antibiotikum, které se úspěšně používá v medicíně. To objevil náhodou švédský mykolog Alexander Fleming v roce 1928.
Výzkumník provedl experiment s bakteriemi rodu Staphylococcus a kultivační médium bylo kontaminováno plísní. Fleming poznamenal, že na místě, kde se houba vyvinula, bakterie nerostly.
Peniciliny jsou betalaktamová antibiotika a ty přírodního původu jsou podle chemického složení rozděleny do několika typů. Působí hlavně na grampozitivní bakterie útočící na jejich buněčnou stěnu složenou převážně z peptidoglykanu.
Existuje několik druhů plísně Penicillium schopné produkovat penicilin, ale P. chrysogenum je to produkt s nejvyšší produktivitou. První komerční penicilin byl vyroben v roce 1941 a již v roce 1943 se ho podařilo vyrobit ve velkém měřítku.
Přírodní peniciliny nejsou účinné proti některým bakteriím, které produkují enzym penicilázu. Tento enzym má schopnost zničit chemickou strukturu penicilinu a deaktivovat jej.
Bylo však možné vyrobit polosyntetické peniciliny změnou složení bujónu, kde plísně Penicillium. Jejich výhodou je, že jsou rezistentní peniciláza, a proto jsou účinnější proti některým patogenům..
Zatím žádné komentáře