Penicillium chrysogenum jest to gatunek grzyba, który jest najczęściej używany do produkcji penicyliny. Gatunek należy do rodzaju Penicillium z rodziny Aspergilliaceae Ascomycota.
Charakteryzuje się tym, że jest grzybem nitkowatym z przegrodowymi strzępkami. Kiedy rośnie w laboratorium, jego kolonie szybko rosną. Mają wygląd aksamitny do bawełny i koloru niebieskawo-zielonego..
Indeks artykułów
P. chrysogenum jest to gatunek saprofityczny. Jest w stanie rozkładać materię organiczną do produkcji prostych związków węgla, które wykorzystuje w swojej diecie.
Gatunek jest wszechobecny (można go znaleźć wszędzie) i często można go znaleźć w zamkniętych przestrzeniach, ziemi lub w połączeniu z roślinami. Rośnie również na chlebie, a jego zarodniki są powszechne w kurzu..
Zarodniki P. chrysogenum mogą powodować alergie układu oddechowego i reakcje skórne. Może również wytwarzać różne rodzaje toksyn, które mają wpływ na ludzi.
Najbardziej znanym zastosowaniem tego gatunku jest produkcja penicyliny. Ten antybiotyk został po raz pierwszy odkryty przez Aleksandra Fleminga w 1928 roku, chociaż początkowo zidentyfikował go jako P. rubrum.
Chociaż istnieją inne gatunki Penicillium zdolne do produkcji penicyliny, P. chrysogenum jest to najczęściej. Jego preferencyjne zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym wynika z wysokiej produkcji antybiotyku.
Rozmnażają się bezpłciowo za pomocą konidiów (zarodników bezpłciowych), które są wytwarzane w konidioforach. Są wyprostowane i cienkościenne, z kilkoma fialidami (komórki wytwarzające konidia).
Rozmnażanie płciowe następuje przez askospory (zarodniki płciowe). Występują w grubościennych asci (owocnikach).
Askospory (zarodniki płciowe) powstają w worku (owocnikach). Są one typu cleistothecium (okrągłe) i mają sklerotyzowane ściany.
Metabolity wtórne to związki organiczne wytwarzane przez żywe istoty, które nie wpływają bezpośrednio na ich metabolizm. W przypadku grzybów związki te pomagają je zidentyfikować.
P. chrysogenum Charakteryzuje się produkcją roquefortinu C, meleagriny i penicyliny. Taka kombinacja związków ułatwia ich identyfikację w laboratorium. Ponadto grzyb wytwarza inne kolorowe metabolity wtórne. Ksantoksyliny są odpowiedzialne za typowy dla gatunku żółty kolor wysięku.
Z drugiej strony może wytwarzać aflatoksyny, które są mikotoksynami szkodliwymi dla ludzi. Te toksyny atakują układ wątroby i mogą prowadzić do marskości i raka wątroby. Zarodniki grzyba zanieczyszczają różne pokarmy, które po spożyciu mogą powodować tę patologię.
Gatunek jest saprofityczny. Ma zdolność wytwarzania enzymów trawiennych, które są uwalniane w materii organicznej. Enzymy te degradują substrat, rozkładając złożone związki węgla.
Później prostsze związki są uwalniane i mogą być wchłaniane przez strzępki. Składniki odżywcze, które nie są spożywane, gromadzą się w postaci glikogenu.
P. chrysogenum został po raz pierwszy opisany przez Charlesa Thoma w 1910 r. Gatunek ten ma obszerną synonimię (różne nazwy dla tego samego gatunku).
Fleming w 1929 roku zidentyfikował gatunki produkujące penicylinę jako P. rubrum, z powodu obecności czerwonej kolonii. Później gatunek został przypisany pod nazwą P. notatum.
W 1949 roku mikolodzy Raper i Thom wskazali na to P. notatum jest synonimem P. chrysogenum. W 1975 r. Dokonano rewizji grupy gatunków spokrewnionych P. chrysogenum dla tej nazwy zaproponowano czternaście synonimów.
Duża liczba synonimów tego gatunku wiąże się z trudnością ustalenia cech diagnostycznych. Doceniono, że różnice w pożywce hodowlanej wpływają na niektóre cechy. Doprowadziło to do błędnej identyfikacji taksonu.
Warto zauważyć, że zgodnie z zasadą pierwszeństwa (pierwsza opublikowana nazwa) najstarszym taksonem jest P. griseoroseum, opublikowany w 1901 roku. Jednak, P. chrysogenum jest zachowana jako nazwa konserwatywna ze względu na jej szerokie zastosowanie.
Obecnie najdokładniejszą charakterystyką identyfikacji gatunku jest produkcja metabolitów wtórnych. Obecność roquefortinu C, penicyliny i meleagryny gwarantuje prawidłową identyfikację.
P. chrysogenum jest ograniczony do sekcji Chrysogena gatunku Penicillium. Ten rodzaj znajduje się w rodzinie Aspergilliaceae z rzędu Eurotiales Ascomycota.
Odcinek Chrysogena charakteryzuje się terwerticylowanymi i czteroramiennymi konidioforami. Fialidy są małe, a kolonie generalnie aksamitne. Gatunki z tej grupy są odporne na zasolenie i prawie wszystkie wytwarzają penicylinę.
Na odcinku zidentyfikowano 13 gatunków, tj P. chrysogenum gatunek typu. Ta sekcja jest grupą monofiletyczną i jest bratem sekcji Roquefortorum.
Ten grzyb ma nitkowatą grzybnię. Strzępki są podzielone, co jest charakterystyczne dla Ascomycota.
Konidiofory są terverticylowane (z obfitymi rozgałęzieniami). Są cienkie i gładkościenne o wymiarach 250-500 µm.
Metules (gałęzie konidioforu) mają gładkie ściany, a fialidy są bulwiaste (w kształcie butelki) i często o grubych ścianach..
Konidia są od kulistych do eliptycznych, o średnicy 2,5-3,5 µm i mają gładkie ściany, gdy są oglądane pod mikroskopem świetlnym. W skaningowym mikroskopie elektronowym ściany są gruźlicy.
P. chrysogenum jest kosmopolityczny. Gatunek ten występuje w wodach morskich, a także na glebie lasów naturalnych w strefie umiarkowanej lub tropikalnej..
Jest to gatunek mezofilny, który może rosnąć w temperaturze 5-37 ° C, a jego optimum przypada na 23 ° C. Ponadto jest kserofilna, więc może rozwijać się w suchym środowisku. Ponadto toleruje zasolenie.
Ze względu na zdolność do wzrostu w różnych warunkach środowiskowych często można go spotkać w pomieszczeniach. Znalazł się m.in. w klimatyzacji, lodówkach i instalacjach sanitarnych.
Jest częstym grzybem jako patogen drzew owocowych, takich jak brzoskwinie, figi, owoce cytrusowe i guawa. Podobnie może zanieczyścić zboża i mięso. Rośnie również na przetworzonej żywności, takiej jak pieczywo i ciastka.
Na P. chrysogenum dominuje rozmnażanie bezpłciowe. W ciągu ponad 100 lat badań grzyba do 2013 roku nie potwierdzono rozmnażania płciowego gatunku.
Dzieje się to poprzez produkcję konidiów w konidioforach. Tworzenie konidiów wiąże się z różnicowaniem wyspecjalizowanych komórek rozrodczych (fialid).
Produkcja konidiów rozpoczyna się, gdy wegetatywna strzępka przestaje rosnąć i tworzy się przegroda. Następnie obszar ten zaczyna puchnąć i tworzy się seria gałęzi. Wierzchołkowa komórka gałęzi różnicuje się w fialidę, która zaczyna się dzielić przez mitozę, dając początek konidiom.
Konidia są rozpraszane głównie przez wiatr. Kiedy konidiospory dotrą do sprzyjającego środowiska, kiełkują i powodują powstanie wegetatywnego ciała grzyba..
Badanie fazy seksualnej w P. chrysogenum Nie było to łatwe, ponieważ zastosowane w laboratorium pożywki nie sprzyjają rozwojowi struktur seksualnych.
W 2013 roku niemiecka mikolog Julia Böhm i współpracownicy zdołali stymulować rozmnażanie płciowe tego gatunku. W tym celu umieścili dwie różne rasy na agarze połączonym z płatkami owsianymi. Kapsułki wystawiano na działanie ciemności w temperaturze od 15 ° C do 27 ° C.
Po okresie inkubacji od pięciu tygodni do trzech miesięcy zaobserwowano tworzenie się cleistocecia (zamknięte, zaokrąglone worki). Struktury te powstały w strefie kontaktu między dwiema rasami.
Ten eksperyment wykazał, że w programie P. chrysogenum rozmnażanie płciowe jest heterotaliczne. Konieczna jest produkcja ascogonium (struktura żeńska) i antheridium (struktura męska) dwóch różnych ras..
Po utworzeniu się askogonium i antheridium cytoplazmy łączą się (plazmogamia), a następnie jądra (kariogamia). Ta komórka wchodzi w mejozę i daje początek askosporom (zarodnikom płciowym).
Kolonie na pożywkach hodowlanych rosną bardzo szybko. Są z wyglądu aksamitnego do bawełnianego, z białą grzybnią na brzegach. Kolonie są koloru niebieskawo-zielonego i wytwarzają obfity, jasnożółty wysięk.
W koloniach obecne są owocowe aromaty podobne do aromatu ananasa. Jednak u niektórych ras zapach nie jest zbyt wyraźny..
Penicylina jest pierwszym antybiotykiem, który został z powodzeniem zastosowany w medycynie. Zostało to odkryte przypadkowo przez szwedzkiego mikologa Alexandra Fleminga w 1928 roku.
Badacz prowadził eksperyment z bakteriami z rodzaju Staphylococcus a pożywka była zanieczyszczona grzybem. Fleming zauważył, że w miejscu, w którym rozwinął się grzyb, bakterie nie rosły.
Penicyliny są antybiotykami betalaktamicznymi, a te pochodzenia naturalnego dzieli się na kilka typów ze względu na ich skład chemiczny. Działają one głównie na bakterie Gram-dodatnie atakujące ich ściany komórkowe złożone głównie z peptydoglikanu.
Istnieje kilka gatunków Penicillium zdolne do produkcji penicyliny, ale P. chrysogenum jest to ten o największej produktywności. Pierwsza komercyjna penicylina została wyprodukowana w 1941 roku i już w 1943 roku udało się ją wyprodukować na dużą skalę.
Naturalne penicyliny nie są skuteczne przeciwko niektórym bakteriom wytwarzającym enzym penicylazę. Enzym ten ma zdolność niszczenia struktury chemicznej penicyliny i jej inaktywacji.
Jednak możliwe było wyprodukowanie półsyntetycznych penicylin poprzez zmianę składu bulionu, w którym Penicillium. Mają one tę zaletę, że są opornymi penicylazami, dlatego są bardziej skuteczne przeciwko niektórym patogenom..
Jeszcze bez komentarzy