Este blog está asociado a las páginas web de las asignaturas de Microbiología del Grado de Biotecnología y del Grado de Ciencias Ambientales de la UMH.

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martes, 27 de mayo de 2014

Thuggacin, nuevo macrólido antibacteriano de Sorangium cellulosum que actúa contra bacterias grampositivas.

Recientemente se ha descubierto un nuevo tipo de antibiótico de la clase de los macrólidos al que se ha llamado thuggacin. Este antibiótico es producido por el microorganismo Sorangium cellulosum. Hasta la fecha se han identificado tres subtipos: thuggacin A, thuggacin B y thuggacin C que son efectivas contra bacterias grampositivas, especialmente del género Mycobacterium (entre ellos Mycobacterium tuberculosis, agente causante de la tuberculosis).
Se están investigando los tipos de thuggacin para su uso en la medicina. Actualmente también se está tratando de descubrir si existen otros compuestos derivados, así como su producción y su uso farmacéutico.



La cepa productora del antibiótico fue aislada desde una muestra de tierra en 1993. En primer lugar se realizó una fermentación a partir de dicha cepa y después con lo que se obtuvo se aislaron los thuggacin A y B. El tipo C solo pudo obtenerse por métodos químicos a partir del A y el B o bien por otro método de aislamiento diferente al anterior. 
La fermentación para la producción de thuggacin A se desarrolló de la siguiente manera:
Crecimiento del cultivo de Sorangium cellulosum

- Inoculación → Día 0
Fase de latencia →  Días 1 y 2:
 No varía la concentración de almidón
- Fase exponencial → Días 3 a 5:
El día 4 el almidón se agota rápidamente
El día 5 empieza la producción de thuggacin.
- Fase estacionaria → A partir del día 5:
El día 6 se agota la glucosa.
El día 7 se alcanza la máxima concentración de thunggacin A (21 µg/ml).
Los días 8 a 12 el nivel de thunggacin A permanece constante.

A continuación se vio como afectaba el antibiótico aislado sobre otro microorganismo (Micrococcus luteus) mediante el uso de marcadores radiactivos los cuales se incorparaban en ácidos nucleicos y proteínas lo que permitió seguir su síntesis. Se obtuvo la siguiente gráfica en la que se aprecia como dicha síntesis se para por completo al añadir thuggacin. 



También se estudió su efecto sobre la cadena respiratoria, para lo cual fue necesario aislar las membranas de Micrococcus luteus y comparar las diferencias en presencia y ausencia de thuggacin. 

Los resultados de la medición del consumo de oxígeno de Micrococus luteus bajo la influencia de thuggacin están representados en la figura 4. Ésta muestra que la respiración fue inhibida al 100% con 2.5 ng/mlLa máxima inhibición de la oxidación de NADH (necesario para la cadena respiratoria) alcanzó el 90% a los 10 ng/ml de thuggacin A. Se utilizó como control KCN (inhibidor conocido de la cadena respiratoria) y se observó un máximo de inhibición con 60 µg/ml que alcanzó también el 90%.


El citocromo c reducido, tuvo una inhibición similar a la inhibición de la oxidación. La figura 4 también muestra la actividad de la citocromo oxidasa utilizando NADH.

La figura 5 muestra un espectro de absorción en el que la bajada de los picos se corresponde con la inhibición de la reducción de los distintos tipos de citocromo por la influencia de thuggacin A. De acuerdo a esto se observa que produce una inhibición parcial de la reducción de citocromo a (600.9 nm), citocromo b (560.3 nm) y citocromo c (551.7 nm). Un resultado similar se obtiene con KCN.



Se utilizaron también membranas citoplasmáticas de Mycobacterium phlei, Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli, Staphylococcus auresus Bacillus subtilis. De ellas sólo las cadenas respiratorias de M. phlei y C. glutamicum mostraron una sensibilidad similar a M. luteus por thuggacin A. El resto de bacterias presentaban resistencia debido a una cadena respiratoria mucho más activa.

Se ha visto que thuggacin actúa sobre las  etapas finales de la cadena de transporte electronico en las bacterias donde tiene actividad. La inhibición de los citocromos producida por KCN y thuggacin es diferente debido a que cada uno se une a la proteína en una región distinta (distinto sitio de unión). El mecanismo de inhibición de la reducción de todos los citocromos no es aun conocida.

Efectos biológicos de thuggacin

Thuggacin inhibía el crecimiento de algunas bacterias gram-positivas, especialmente de Micrococus luteus y de especies del género Corynebacterium y Mycobacterium. Pero la gran diferencia observada entre estos generos eran los valores de MIC (concentración mínima inhibitoria) representados en la tabla 1. Las actividades de Thuggacins A y B fueron parecidas, pero la de thuggacin C presentó mucha menos actividad. No fueron activas contra levaduras y otros hongos. Se obtuvo un dato curioso: la línea celular de fibroblastos del ratón (células de mamífero) fue algo sensible a la thuggacin A (Tabla 1), por lo que podría tener efectos secundarios sobre células animales.


OTROS RECURSOS UTILIZADOS

  • Artículo original:
Herbert Irschik, Hans Reichenbach, Gerhard Höfle, Rolf Jansen.
THE JOURNAL OF ANTIBIOTICS.
 Received: August 16, 2007 / Accepted: November 28, 2007
© Japan Antibiotics Research Association

  • Patentes del antibiótico:    
Patente estadounidense:   Rolf JansenBrigitte KunzeHerbert Irschik - US8114864 B2
Patente europea:              Rolf JansenBrigitte KunzeHerbert Irschik - EP2089025 B1

AUTORES DE LA ENTRADA:
  • Adrián Guerrero Moreno
  • Adrián Hernandez García
  • José David Celdrán López
  • Abraham Muñiz Chicharro 
  • Maria José Verdú Polvorinos


4 comentarios:

  1. Esta entrada no tiene un tono divulgativo. Es un resumen del artículo en el que incluso habéis mantenido la clásica estructura de: introducción, materiales y métodos, resultados y conclusión. Y en la conclusión estáis repitiendo asuntos que habéis nombrado en la introducción.

    Hay algunos errores, como un nombre biológico que no va en cursiva y algunas palabras juntas. También hay algún párrafo pegado a otro.

    La cita bibliográfica del artículo original no tiene enlace a dicho artículo

    Aunque habéis puesto enlaces en el texto, creo que son pocos e incluso alguno está duplicado. En un resumen divulgativo, habría estado bien unos enlaces por ejemplo a una explicación de lo que es el citocromo C, o la cadena respiratoria, o porque el KCN es un veneno. Eso permitiría al lector profundizar o entender mejor algunos conceptos.

    Hay figuras que no se entienden porque no explicáis qué es. Por ejemplo, la figura 5 deberíais explicar que es un espectro de absorción y que la bajada de los picos se correlaciona con la inhibición de los citocromos. Cada uno de los picos corresponde a un determinado citocromo.

    Imágenes: Una imagen de la thuggacina hubiera sido adecuada. Las imágenes que habéis puesto tienen un tamaño demasiado pequeño y cuando las cliqueas no se ven en mayor resolución, por lo que son muy confusas.

    Insisto, no hay que usar la primera persona del plural para describir el trabajo realizado por otras personas

    Bien lo de haber puesto los enlaces a las patentes de estos productos

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  2. Habéis mejorado el tono divulgativo, aunque seguís teniendo una serie de pequeños errores. Otra cosa que os falta es poner los nombres de los componentes de vuestro grupo como autores de esta entrada.

    Hay un párrafo que sigue pegado a otro, una especie microbiana que no va en cursiva y algún que otro error

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  3. Últimas modificaciones realizadas, esperamos que todo haya quedado correctamente.

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