Пропионибактерия freudenreichii

Пропионибактерия freudenreichii
Научная классификация
Домен:	Бактерии
Тип:	Актиномицеты
Сорт:	Актиномицеты
Заказ:	Пропионибактерии
Семья:	Propionibacteriaceae
Род:	Пропионибактерии
Разновидность:	P. freudenreichii
Биномиальное имя
	Пропионибактерия freudenreichii; ван Нил 1928 (Утвержденные списки 1980)
Тип штамма
	ATCC 6207 ; CCUG 7433 ; CIP 103026 ; DSM 20271 ; HAMBI 274 ; IFO 12424 ; LMG 16412 ; NBRC 12424 ; NCTC 10470 ; NRRL B-3523
Синонимы
	Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii (van Niel 1928) Holdeman and Moore 1970 (Утвержденные списки 1980); « Propionibacterium shermanii » ван Ниль, 1928 г.;

Виды бактерий

Propionibacterium freudenreichii — это грамположительная , неподвижная бактерия, которая играет важную роль в создании сыра Эмменталь и, в некоторой степени, сыров Ярлсберг , Лердаммер и Маасдам . Ее концентрация в сырах швейцарского типа выше, чем в любых других сырах. Propionibacterium обычно встречаются в молоке и молочных продуктах, хотя их также извлекали из почвы. P. freudenreichii имеет кольцевую хромосому длиной около 2,5 Мб. При производстве сыра Эмменталь P. freudenreichii ферментирует лактат с образованием ацетата , пропионата и углекислого газа : (3 C₃ H₆ O₃ → 2 C₂ H₅ CO₂ + C₂ H₃ O₂ + CO₂ ).^[2]

Продукты этой ферментации способствуют ореховому и сладкому вкусу сыра, а побочный продукт углекислого газа отвечает за образование отверстий или « глазков » в сыре. Сыроделы контролируют размер отверстий, изменяя кислотность, температуру и время выдержки смеси. По оценкам, в одном грамме Эмменталя содержится один миллиард живых клеток P. freudenreichii . В отличие от большинства молочнокислых бактерий , эта бактерия в основном расщепляет липиды, образуя свободные жирные кислоты. Недавние исследования были сосредоточены на возможных преимуществах, получаемых от потребления P. freudenreichii , которые, как считается, очищают желудочно-кишечный тракт. ^{[3] Также было высказано предположение, что} P. freudenreichii , возможно, снижает заболеваемость раком толстой кишки . ^[4]^[5] Эти мутуалистические отношения необычны для пропионибактерий , которые в значительной степени являются комменсальными .

Производительность и рост P. freudenreichii в значительной степени зависят от присутствия Lactobacillus helveticus , которая обеспечивает незаменимые аминокислоты. Распад L. helvecticus высвобождает множество аминокислот и пептидов . В то время как было обнаружено, что P. freudenreichii растет даже в отсутствие L. helvecticus , некоторые штаммы бактерий лизируются в отсутствие глутамина , лизина или тирозина . ^[6] Было высказано предположение, что автолиз P. freudenreichii дополнительно способствует вкусу сыра Эмменталь. Условия, приводящие к автолизу этой бактерии, недостаточно известны. ^[7]

История

Propionibacterium freudenreichii был впервые обнаружен и изолирован в начале 20-го века Эдуардом фон Фройденрайхом и Сигурдом Орла-Йенсеном. Они обнаружили бактерию, изучая ферментацию пропионовой кислоты в сыре Эмменталь. Ее род назван в честь пропионовой кислоты, которую производит эта бактерия. Вид freudenreichii назван в честь фон Фройденрайха. ^[8]

Особенности бактерии

Сами клетки чаще всего принимают форму плеоморфных (способных принимать различные формы) палочек (0,2–1,5 микрометра *, 1–5 микрометров), но они также могут быть кокковидными, двураздельными, разветвленными или нитевидными. Длина клетки может достигать 20 микрометров. ^[9] При выращивании на твердых средах образующиеся колонии могут выглядеть гладкими, выпуклыми или шероховатыми. При выращивании на жидких средах можно наблюдать колонии, кажущиеся зернистыми и различающиеся по размеру. Колонии могут довольно сильно различаться по цвету: они были замечены как красные, розовые, оранжевые, желтые, серые и белые. P. freudenreichii является грамположительной и неподвижной. ^[10] Одной из отличительных особенностей этой бактерии является то, что она производит большое количество пропионовой и уксусной кислот. Он может ферментировать сахара и полигидроксиспирты, а также лактат при условии, что поблизости есть бактерии, которые производят его путем собственной ферментативной деятельности (это известно как вторичное брожение). Он также может производить изовалериановую, муравьиную, янтарную или молочную кислоты, а также углекислый газ (хотя все они секретируются в меньших количествах, чем другие вещества, которые он производит). ^[10] Некоторые штаммы бактериальных клеток имеют поверхностные белки: они действуют как закваска для созревания сыра. В зависимости от штамма могут присутствовать различные клеточные придатки, на некоторых штаммах были обнаружены пили. ^[11]

Значение ДНК-кодирования P. freudenreichii составляет 2 321 778 п.н. (87,64% генома). Сам геном имеет круглую форму. Его геном имеет одну завершенную хромосому без плазмид. Геном имеет размер 2 649 166 нуклеотидов. Содержание G/C в геноме составляет 67,34%. ^[12]

Сыроделие

Propionibacterium freudenreichii, пожалуй, наиболее известен своим использованием в производстве сыров, особенно швейцарского сыра. ^{[ необходима цитата ]}

Использование пробиотиков

Одной из областей интриги, окружающих эту бактерию, было ее потенциальное использование в качестве пробиотика . P. freudenreichii производит бифидогенетическое соединение, которое помогает стимулировать рост бифидобактерий . ^[13] На молекулярном уровне недавние исследования показали, что поверхностные белки P. freudenreichii прилипают к клеткам кишечника человека. Это связывание поверхностных белков позволяет затем выполнять определенные функции, такие как модуляция высвобождения цитокинов клетками кишечника человека. ^[14]

Ссылки

^ Ван Н. (1928). Пропионовокислые бактерии . Харлем, Голландия: Uitgeverszaak and Boissevain and Co.
^ "Бактерия, используемая при производстве Эмменталя". Genoscope . 16 января 2008 г. Архивировано из оригинала 9 февраля 2008 г.
^ Cousin FJ, Mater DD, Foligne B, Jan G (2 августа 2010 г.). «Молочные пропионибактерии как человеческие пробиотики: обзор последних данных» (PDF) . Dairy Science & Technology . 91 (1): 1– 26. doi :10.1051/dst/2010032. S2CID 6044008.
^ Jan G, Belzacq AS, Haouzi D, Rouault A, Métivier D, Kroemer G, Brenner C (февраль 2002 г.). «Пропионибактерии вызывают апоптоз клеток колоректальной карциномы посредством воздействия короткоцепочечных жирных кислот на митохондрии». Cell Death and Differentiation . 9 (2): 179–88 . doi : 10.1038/sj/cdd/4400935 . PMID 11840168.
^ Lan A, Bruneau A, Bensaada M, Philippe C, Bellaud P, Rabot S, Jan G (декабрь 2008 г.). «Усиление индукции апоптоза Propionibacterium freudenreichii TL133 в криптах слизистой оболочки толстой кишки крыс, ассоциированных с человеческой микробиотой, при лечении 1,2-диметилгидразином». The British Journal of Nutrition . 100 (6): 1251– 9. doi : 10.1017/S0007114508978284 . PMID 18466653.
^ Маккарти Р. Дж. "Потребности в аминокислотах штаммов молочных пропионибактерий". Университет штата Огайо. Архивировано из оригинала 2009-02-15 . Получено 2008-11-11 .
^ Ostlie H (1995). «Автолиз молочных пропионибактерий: исследования роста, активности пептидазы и производства пролина». Журнал молочной науки . 78 (6): 1224– 1237. doi : 10.3168/jds.S0022-0302(95)76742-X .
^ Тургай, Мерал; Бахманн, Ганс-Петер; Ирмлер, Стефан; фон Ах, Ули; Фрелих-Вайдер, Мария-Тереза; Фалентен, Элен; Дойч, Стефани-Мари; Ян, Гвенаэль; Тьерри, Энн (2022 г.), «Полезные бактерии: виды Propionibacterium и Acidipropionibacterium spp.», Энциклопедия молочных наук , Elsevier, стр. 34–45 , doi : 10.1016/b978-0-08-100596-5.23016-3, ISBN 978-0-12-818767-8, получено 2024-03-20
^ Патрик, Шейла; Макдауэлл, Эндрю (2015). Руководство Берджи по систематике архей и бактерий . С. 1–29 . doi :10.1002/9781118960608.gbm00167. ISBN 9781118960608.
^ ab Патрик, Шейла; Макдауэлл, Эндрю (2015). Руководство Берджи по систематике архей и бактерий . стр. 1–29 . doi :10.1002/9781118960608.gbm00167. ISBN 9781118960608.
^ Фронмейер, Эстер; Дептула, Полина; Найман, Туула А.; Лайне, Пиа КС; Вихинен, Хелена; Полин, Ларс; Аувинен, Петри; Йокитало, Эйя; Пийронен, Виено (01.05.2018). «Секретомное профилирование Propionibacterium freudenreichii выявило весьма изменчивые реакции даже среди близкородственных штаммов». Микробная биотехнология . 11 (3): 510–526 . doi : 10.1111/1751-7915.13254. ISSN 1751-7915. ПМЦ 5902329 . ПМИД 29488359.
^ Коскинен, Патрик; Дептула, Полина; Смоландер, Олли-Пекка; Тамене, Фитсум; Каммонен, Юхана; Савийоки, Кирси; Полин, Ларс; Пииронен, Вьено; Аувинен, Петри (24 октября 2015 г.). «Полная последовательность генома Propionibacterium freudenreichii DSM 20271T». Стандарты в геномных науках . 10:83 . дои : 10.1186/s40793-015-0082-1 . ISSN 1944-3277. ПМЦ 4619572 . ПМИД 26500719.
^ Falentin H, Deutsch SM, Jan G, Loux V, Thierry A, Parayre S, Maillard MB, Dherbécourt J, Cousin FJ, Jardin J, Siguier P, Couloux A, Barbe V, Vacherie B, Wincker P, Gibrat JF, Gaillardin C, Lortal S (июль 2010 г.). "Полный геном Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA1, выносливой актинобактерии с пищевыми и пробиотическими применениями". PLOS ONE . 5 (7): e11748. Bibcode :2010PLoSO...511748F. doi : 10.1371/journal.pone.0011748 . PMC 2909200 . PMID 20668525.
^ do Carmo FL, Rabah H, Huang S, Gaucher F, Deplanche M, Dutertre S, Jardin J, Le Loir Y, Azevedo V, Jan G (2017-06-08). "Поверхностный белок Propionibacterium freudenreichii SlpB участвует в адгезии к кишечным клеткам HT-29". Frontiers in Microbiology . 8 : 1033. doi : 10.3389/fmicb.2017.01033 . PMC 5462946 . PMID 28642747.

Внешние ссылки

Типовой штамм Propionibacterium freudenreichii в BacDive — базе метаданных бактериального разнообразия

[1] Ван Н. (1928). Пропионовокислые бактерии . Харлем, Голландия: Uitgeverszaak and Boissevain and Co.

[2] "Бактерия, используемая при производстве Эмменталя". Genoscope . 16 января 2008 г. Архивировано из оригинала 9 февраля 2008 г.

[3] Cousin FJ, Mater DD, Foligne B, Jan G (2 августа 2010 г.). «Молочные пропионибактерии как человеческие пробиотики: обзор последних данных» (PDF) . Dairy Science & Technology . 91 (1): 1– 26. doi :10.1051/dst/2010032. S2CID 6044008.

[4] Jan G, Belzacq AS, Haouzi D, Rouault A, Métivier D, Kroemer G, Brenner C (февраль 2002 г.). «Пропионибактерии вызывают апоптоз клеток колоректальной карциномы посредством воздействия короткоцепочечных жирных кислот на митохондрии». Cell Death and Differentiation . 9 (2): 179–88 . doi : 10.1038/sj/cdd/4400935 . PMID 11840168.

[5] Lan A, Bruneau A, Bensaada M, Philippe C, Bellaud P, Rabot S, Jan G (декабрь 2008 г.). «Усиление индукции апоптоза Propionibacterium freudenreichii TL133 в криптах слизистой оболочки толстой кишки крыс, ассоциированных с человеческой микробиотой, при лечении 1,2-диметилгидразином». The British Journal of Nutrition . 100 (6): 1251– 9. doi : 10.1017/S0007114508978284 . PMID 18466653.

[6] Маккарти Р. Дж. "Потребности в аминокислотах штаммов молочных пропионибактерий". Университет штата Огайо. Архивировано из оригинала 2009-02-15 . Получено 2008-11-11 .

[7] Ostlie H (1995). «Автолиз молочных пропионибактерий: исследования роста, активности пептидазы и производства пролина». Журнал молочной науки . 78 (6): 1224– 1237. doi : 10.3168/jds.S0022-0302(95)76742-X .

[8] Тургай, Мерал; Бахманн, Ганс-Петер; Ирмлер, Стефан; фон Ах, Ули; Фрелих-Вайдер, Мария-Тереза; Фалентен, Элен; Дойч, Стефани-Мари; Ян, Гвенаэль; Тьерри, Энн (2022 г.), «Полезные бактерии: виды Propionibacterium и Acidipropionibacterium spp.», Энциклопедия молочных наук , Elsevier, стр. 34–45 , doi : 10.1016/b978-0-08-100596-5.23016-3, ISBN 978-0-12-818767-8, получено 2024-03-20

[9] Патрик, Шейла; Макдауэлл, Эндрю (2015). Руководство Берджи по систематике архей и бактерий . С. 1–29 . doi :10.1002/9781118960608.gbm00167. ISBN 9781118960608.

[:0-10] Патрик, Шейла; Макдауэлл, Эндрю (2015). Руководство Берджи по систематике архей и бактерий . стр. 1–29 . doi :10.1002/9781118960608.gbm00167. ISBN 9781118960608.

[11] Фронмейер, Эстер; Дептула, Полина; Найман, Туула А.; Лайне, Пиа КС; Вихинен, Хелена; Полин, Ларс; Аувинен, Петри; Йокитало, Эйя; Пийронен, Виено (01.05.2018). «Секретомное профилирование Propionibacterium freudenreichii выявило весьма изменчивые реакции даже среди близкородственных штаммов». Микробная биотехнология . 11 (3): 510–526 . doi : 10.1111/1751-7915.13254. ISSN 1751-7915. ПМЦ 5902329 . ПМИД 29488359.

[12] Коскинен, Патрик; Дептула, Полина; Смоландер, Олли-Пекка; Тамене, Фитсум; Каммонен, Юхана; Савийоки, Кирси; Полин, Ларс; Пииронен, Вьено; Аувинен, Петри (24 октября 2015 г.). «Полная последовательность генома Propionibacterium freudenreichii DSM 20271T». Стандарты в геномных науках . 10:83 . дои : 10.1186/s40793-015-0082-1 . ISSN 1944-3277. ПМЦ 4619572 . ПМИД 26500719.

[13] Falentin H, Deutsch SM, Jan G, Loux V, Thierry A, Parayre S, Maillard MB, Dherbécourt J, Cousin FJ, Jardin J, Siguier P, Couloux A, Barbe V, Vacherie B, Wincker P, Gibrat JF, Gaillardin C, Lortal S (июль 2010 г.). "Полный геном Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA1, выносливой актинобактерии с пищевыми и пробиотическими применениями". PLOS ONE . 5 (7): e11748. Bibcode :2010PLoSO...511748F. doi : 10.1371/journal.pone.0011748 . PMC 2909200 . PMID 20668525.

[14] Carmo FL, Rabah H, Huang S, Gaucher F, Deplanche M, Dutertre S, Jardin J, Le Loir Y, Azevedo V, Jan G (2017-06-08). "Поверхностный белок Propionibacterium freudenreichii SlpB участвует в адгезии к кишечным клеткам HT-29". Frontiers in Microbiology . 8 : 1033. doi : 10.3389/fmicb.2017.01033 . PMC 5462946 . PMID 28642747.