Bacteriocins of Lactic Acid Bacteria: Microbiology, Genetics and Applications

باکتریوسین‌ها به‌عنوان ترکیبات ضد باکتریایی، همیشه در سایه آنتی‌بیوتیک‌های مهم، کارآمد و اغلب طیف گسترده‌ای از نظر پزشکی با جرم مولکولی کم زندگی می‌کنند که حتی برای افراد غیرعادی به عنوان آنتی‌بیوتیک شناخته می‌شوند. این در حالی است که باکتریوسین ها در اوایل سال 1928، یک سال قبل از شروع حماسه پنی سیلین، کشف شدند. باکتریوسین ها پروتئین های ضد میکروبی یا الیگوپپتیدهایی هستند که طیف فعالیت بسیار باریک تری نسبت به آنتی بیوتیک ها نشان می دهند. آنها عمدتاً در برابر سویه‌های باکتریایی فعال هستند که از نظر طبقه‌بندی نزدیک به سویه تولیدکننده، که معمولاً نسبت به باکتریوسین خود مصون است، مرتبط هستند. آنها یک گروه ناهمگن را با توجه به طبقه بندی سویه های باکتریایی تولید کننده، نحوه عملکرد، طیف مهاری و ساختار و ترکیب پروتئین تشکیل می دهند. شناخته شده ترین کولیسین ها و میکروسین های تولید شده توسط انتروباکتریاسه هستند. در حال حاضر بسیاری از باکتری های گرم منفی و گرم مثبت دیگر برای تولید باکتریوسین یافت شده اند. در دهه گذشته، توجه مجدد به باکتریوسین های باکتری های اسید لاکتیک، که از نظر صنعتی و کشاورزی بسیار مهم هستند، متمرکز شده است. برخی از این ترکیبات حتی در برابر باکتری های فاسد کننده مواد غذایی و تشکیل دهنده اندوسپورها و همچنین در برابر پاتوژن های خاص بالینی مهم (مواد غذایی) فعال هستند. اخیراً، باکتریوسین‌های حاصل از باکتری‌های اسید لاکتیک به طور فشرده از هر زاویه علمی ممکن مورد مطالعه قرار گرفته‌اند: میکروبیولوژی، بیوشیمی، زیست‌شناسی مولکولی و فناوری مواد غذایی. غربالگری هوشمند برای یافتن ترکیبات جدید با خواص غیرمنتظره ادامه دارد، درست همانطور که در مورد آنتی بیوتیک ها اتفاق افتاده (و هنوز هم در حال انجام است). دانش، به ویژه در مورد باکتریوسین های باکتری های اسید لاکتیک، به سرعت در حال جمع شدن است.

As antibacterial compounds, bacteriocins have always lived in the shadow of those medically important, efficient and often broad-spectrum low-molecular­ mass antimicrobials, well known even to laypeople as antibiotics. This is despite the fact that bacteriocins were discovered as early as 1928, a year before the penicillin saga started. Bacteriocins are antimicrobial proteins or oligopeptides, displaying a much narrower activity spectrum than antibiotics; they are mainly active against bacterial strains taxonomically closely related to the producer strain, which is usually immune to its own bacteriocin. They form a heterogenous group with regard to the taxonomy of the producing bacterial strains, mode of action, inhibitory spectrum and protein structure and composition. Best known are the colicins and microcins produced by Enterobacteriaceae. Many other Gram-negative as well as Gram-positive bacteria have now been found to produce bacteriocins. In the last decade renewed interest has focused on the bacteriocins from lactic acid bacteria, which are industrially and agriculturally very important. Some of these compounds are even active against food spoilage bacteria and endospore formers and also against certain clinically important (food-borne) pathogens. Recently, bacteriocins from lactic acid bacteria have been studied intensively from every possible scientific angle: microbiology, biochemistry, molecular biology and food technology. Intelligent screening is going on to find novel compounds with unexpected properties, just as has happened (and is still happening) with the antibiotics. Knowledge, especially about bacteriocins from lactic acid bacteria, is accumulating very rapidly.