Advances in Microbial Toxin Research and Its Biotechnological Exploitation

سموم میکروبی متابولیت‌های ثانویه‌ای هستند که در ارگانیسم انباشته می‌شوند و تا حد زیادی از نظر متابولیکی نسبت به ارگانیسمی که آنها را تولید می‌کنند غیرفعال هستند. کشف پنی سیلین، متابولیت ثانویه Penicillium notatum West (= P. chrysogenum Thom)، در سال 1929 نقطه عطفی در توسعه آنتی بیوتیک ها (سموم میکروبی) بود. در مطالعات فشرده ای که به دنبال این کشف انجام شد، دانشمندان چندین مولکول جدید (سموم) را از متابولیت های ثانویه میکروب ها که برخی از آنها عملکرد مشخصی در ایجاد بیماری زایی در گیاهان داشتند، از نظر شیمیایی مشخص کردند. سموم همچنین نقش مهمی در تحریک بیماری های حیوانات (انسان) و حشرات و به عنوان تنظیم کننده رشد گیاهان دارند. بسیاری از سموم رایج نیز از میکروب های مختلف جدا شده اند که طیف وسیعی از فعالیت های بیولوژیکی را نشان می دهند. سموم به طور کلی به چندین گروه مشخص تقسیم می شوند - پلی کتیدها، ترکیبات هتروسیکلیک اکسیژن، پیرون ها، ترپنوئیدها، اسیدهای آمینه - دیکتوپی پرازین ها، پلی پپتیدها و غیره. تحقیقات اخیر نشان داده است که این سموم نقش مهمی در پاتوژنز گیاهان، اپیدمی های بیماری، کنترل اصلاح نژاد گیاهی، عوامل بیماری زا و آفات گیاهی، مقاومت القایی، فعل و انفعالات پاتوژن گیاهی و غیره. سموم تولید شده توسط پاتوژن های علف های هرز به عنوان مولکول های سرب در تولید علف کش های سازگار با محیط زیست مورد استفاده قرار می گیرند.

Microbial toxins are secondary metabolites that accumulate in the organism and, to a large extent, are metabolically inactive towards the organism that produces them. The discovery of penicillin, a secondary metabolite of Penicillium notatum West (= P. chrysogenum Thom), in 1929 marked a milestone in the development of antibiotics (microbial toxins). In the intensive studies that followed this discovery, scientists chemically characterized several new molecules (toxins) from secondary metabolites of microbes, some having a definite function in causing pathogenesis in plants. Toxins are also known to playa significant role in inciting animal (human) and insect diseases and as plant growth regulators. Many common toxins have also been isolated from different microbes exhibiting a wide spectrum of biological activity. Toxins are broadly divisible into several characteristic groupings - polyketides, oxygen heterocyclic compounds, pyrons, terpenoidS, amino acids - diketopiperazines, polypeptides etc. Recent research has indicated that these toxins play an important role in plant pathogenesis, disease epidemics, plant breeding, biological control of plant pathogens and insect pests, induced resistance, plant-pathogen interactions etc. Toxins produced by weed pathogens are exploited as lead molecules in developing environmentally friendly herbicides.