Μήπως ε. coli ζυμώνουν λακτόζη

Πώς τα βακτήρια ζυμώνουν τη λακτόζη;

Πώς τα βακτήρια ζυμώνουν τη λακτόζη; Αρκετά Escherichia coli, Klebsiella, Serratia και Enterobacter ζυμώνουν τη λακτόζη. Το βακτήριο Proteus απαμινώνει τη φαινυλαλανίνη και το φαινυλοπυρουβικό οξύ. Ζυμώνει επίσης γαλακτικό οξύ για να δημιουργήσει διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Αυτά τα βακτήρια είναι υπεύθυνα για την παρασκευή πολλών από τα τρόφιμα και άλλα προϊόντα μας.

Yersinia enterocolitica

Το Yersinia enterocolitis acid (Y. οξύ) είναι μια οργανική ένωση που παράγεται όταν Η Yersinia enterocolitica ζυμώνει τη λακτόζη. Αντίθετα, τα μη ζυμούμενα στελέχη αυτού του βακτηρίου είναι διαφανή και άχρωμα και δεν αλλοιώνουν την εμφάνιση του μέσου. Αυτή η ουσία είναι μια σημαντική πηγή τροφιμογενών ασθενειών, καθώς είναι ένα από τα λίγα βακτήρια που μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες στον άνθρωπο.

Ο οργανισμός αυτός ανακαλύπτεται στα έντερα και προκαλεί ζωονοσογόνα νοσήματα, όπως ψευδοσκωληκοειδίτιδα και πανώλη. Ζυμώνει λακτόζη, καζεΐνη και λίπος από το γάλα και παράγει οξύ, που του δίνει το χαρακτηριστικό κίτρινο χρώμα του. Βρίσκεται επίσης σε τρωκτικά και χοίρους, επομένως μπορεί να βρεθεί στα γαλακτοκομικά προϊόντα.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το εντεροκολικό οξύ Yersinia είναι ένα ισχυρό παθογόνο που μπορεί δυνητικά να εισβάλει σε ανθρώπινα και ζωικά κύτταρα. Έχει βρεθεί μάλιστα ότι το Y. enterocolitica μπορεί να αναπτυχθεί σε κύτταρα HeLa, τα οποία είναι συνήθως ανθεκτικά στον οργανισμό. Ωστόσο, μπορεί να είναι απαραίτητο να δοκιμαστεί ο οργανισμός σε πειράματα σε ανθρώπους ή σε ζώα προτού μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν σε ανθρώπους.

Το Y. enterocolitica είναι πιο διαδεδομένο στο πλήρες παστεριωμένο γάλα και στα τυριά. Αν και θεωρείται ασφαλής η κατανάλωση γάλακτος που έχει υποστεί θερμική επεξεργασία, μπορεί να υπάρχει ακόμα στο νωπό γάλα. Το γάλα με υψηλά επίπεδα Y. enterocolitica δεν είναι ασφαλές για ανθρώπινη κατανάλωση. Παρόλο που μπορεί να αποβληθεί από το γάλα μέσω θερμικής επεξεργασίας, μπορεί να επαναμολύνει το γάλα στη συνέχεια.

Το οξύ εντεροκολίτιδας Yersinia έχει πολλές χρήσεις στη βιομηχανία τροφίμων, συμπεριλαμβανομένης της ζύμωσης ραφινόζης και λακτόζης. Τα στελέχη Lac+ Scr+ μπορούν να ζυμώσουν άλλους υδατάνθρακες, συμπεριλαμβανομένης της γλυκόζης. Μπορούν επίσης να μειώσουν τα νιτρικά σε νιτρώδη. Έχουν χρησιμοποιηθεί στη ζύμωση ενός ευρέος φάσματος τροφίμων, όπως το γάλα, τα λαχανικά και το κρέας, αλλά δεν είναι κατάλληλα για ανθρώπινη κατανάλωση.

Το εντεροκολικό οξύ Yersinia παράγει μια όξινη κλίση στο άγαρ σιδήρου τριπλής ζάχαρης. Η λακτόζη και η μαννιτόλη είναι δύο από τους ζυμώσιμους υδατάνθρακες που χρησιμοποιεί το Y. enterocolitis για ανάπτυξη. Η ζύμωση του οξέος της λακτόζης είναι μια κοινή αιτία τροφιμογενών ασθενειών και πρέπει να αποφεύγεται.

Χωριό Μόκα

Οι οργανισμοί του γένους Shigella ζυμώνουν τη λακτόζη με βραδύτερο ρυθμό από το E. coli, πιθανώς λόγω της ασθενούς δραστικότητας λακτόζης περμεάσης. Τα μεταλλάγματα που ζυμώνουν λακτόζη απομονώθηκαν από αναερόβιες καλλιέργειες, αναστέλλοντας την παραγωγή λακτόζης τους. Είναι ενδιαφέρον ότι τα μεταλλάγματα που ζυμώνουν λακτόζη δεν ήταν τόσο ενεργά στον συνθετικό ζωμό γλυκόζης όσο τα αντίστοιχα.

Οι οργανισμοί προκαλούν μια ασθένεια εντεροβακτηριδίου γνωστή ως σιγκέλλωση. Είναι η κύρια αιτία της σιγκέλωσης στα βιομηχανικά έθνη. Η λοίμωξη μεταδίδεται μέσω της μετάδοσης μέσω κοπράνων-στοματικής μετάδοσης, κατάποσης μολυσμένων τροφών και νερού, επαφής με άψυχα αντικείμενα και σεξουαλικής επαφής. Η Shigella sonnei μπορεί να επιβιώσει στο στομάχι για δύο έως τρεις εβδομάδες.

Οι οργανισμοί του γένους Shigella είναι προαιρετικά αναερόβια σε σχήμα ράβδου μη κινητικά, τα οποία δεν παράγουν υδρόθειο, ζυμώνουν λακτόζη και χρησιμοποιούν τη γλυκόζη ως μοναδική πηγή άνθρακα. Μπορούν επίσης να παράγουν αέριο από μαννιτόλη και γλυκόζη, και οι δύο πηγές άφθονων υδατανθράκων για τη Shigella. Τα τέσσερα είδη ταξινομούνται σε τέσσερις οροομάδες με βάση τις βιοχημικές τους ιδιότητες.

Η απομόνωση των shigellae από τα τρόφιμα παραμένει μια πρόκληση. Η Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων έχει διαμορφώσει μια μοριακή στρατηγική που στοχεύει το γονίδιο λοιμογόνου δράσης πολλαπλών αντιγράφων. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα είδη Shigella συχνά ξεπερνούν τους μόνιμους βακτηριακούς πληθυσμούς στα τρόφιμα, καθιστώντας την απομόνωση ακόμη πιο δύσκολη. Αυτό μπορεί να είναι αποτέλεσμα της φυσιολογικής κατάστασης του παθογόνου.

Η μολυσματικότητα του Shigella sonnei αποδίδεται στην ευελιξία της δομής του γονιδιώματος. Το βακτήριο χρησιμοποιεί μια συσκευή τύπου βελόνας και σύριγγας (T3SS) για να εισάγει το κυτταρόπλασμά του στα κύτταρα ξενιστές. Η έγχυση των βακτηρίων αναγκάζει το κύτταρο-ξενιστή να αναστατώσει τη μεμβράνη του, επιτρέποντας στο βακτήριο να το συλλάβει. Στη συνέχεια χρησιμοποιεί την ακτίνη του κυττάρου ξενιστή για να εισέλθει στα κύτταρα του ξενιστή.

Τα βακτηριακά στελέχη που προκάλεσαν τα κρούσματα σιγκέλλωσης στην Ταϊβάν απομονώθηκαν έξω από το νησί. Για να προσδιορίσουν την πηγή της εστίας της σιγκέλωσης, οι Ταϊβανοί ερευνητές χρησιμοποίησαν ηλεκτροφόρηση γέλης παλμικού πεδίου (PFGE) για να εντοπίσουν θέσεις IS στον λοιμογόνο παράγοντα του στελέχους. Αυτή η μέθοδος παρείχε μια επισκόπηση του γονιδιώματος του Shigella sonnei.

Σερράτια μαρασμός

Τα είδη Serratia marcescens είναι μια ομάδα βακτηρίων που βρίσκονται συνήθως στο πεπτικό σύστημα των θηλαστικών, των πτηνών και των τρωκτικών. Είναι σημαντικά ευκαιριακά παθογόνα ικανά να προκαλέσουν σηψαιμία, λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος και μαστίτιδα σε αγελάδες και άλλα ζώα. Εκτός από την ικανότητά του να ζυμώνει τη λακτόζη, αυτό το βακτήριο παράγει επίσης εξωκυτταρικές νουκλεάσες που έχουν εκμεταλλευτεί οι εταιρείες βιοτεχνολογίας.

Το βακτήριο, γνωστό και ως Serratia plymuthica, ζυμώνει τη λακτόζη. Παράγει καταλάση, ένα ισχυρό ένζυμο που διαχωρίζει το υπεροξείδιο του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο. Η παρουσία αυτών των ενζύμων κάνει το βακτήριο να ξεχωρίζει από άλλα Εντεροβακτηρίδια. Το βακτήριο αναπτύχθηκε καλά σε πλάκες άγαρ που περιείχαν λακτόζη και μια χρωστική ουσία ευαίσθητη στο pH. Αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να διακρίνουν μεταξύ των βακτηρίων που ζυμώνουν τη λακτόζη και άλλων.

Το βακτήριο είναι ευρέως διαδεδομένο, εκτός από τον μη χρωματισμένο βιότυπο, ο οποίος μπορεί να προκαλέσει σοβαρή μόλυνση. Το Serratia marcescens βρίσκεται συνήθως στο έδαφος, το νερό και τα φυτά και συχνά υπάρχει σε μη επεξεργασμένο μη πόσιμο νερό που δεν έχει υποστεί χλωρίωση. Τα βακτήρια μπορούν επίσης να αναπτυχθούν στο ψωμί, γεγονός που εξηγεί την εμφάνιση μερικών από τα πιο διάσημα θαύματα μετατροπής. Το Θαύμα της Μπολσένα, για παράδειγμα, λέει για έναν ιερέα που αμφιβάλλει για τη διαδικασία της μετουσίωσης και μπορεί να γίνει μάρτυρας της καθιέρωσης του Οικοδέσποινα. Είναι επίσης ένα από τα θαύματα που απεικονίζονται στους πίνακες του Ραφαήλ, που εκτίθενται στο Βατικανό.

Το είδος παράγει μια κόκκινη χρωστική ουσία που δεν διαχέεται. Αυτή η χρωστική ουσία, που ονομάζεται προδιγιοσίνη, παράγεται από τη βιολογική ομάδα Α1 και Α2/6 αλλά όχι από τη Βιοομάδα Α3/Α. Η χρωστική ουσία δημιουργείται όταν η θερμοκρασία είναι κάτω από 30 βαθμούς Κελσίου. Τα βακτήρια μπορούν επίσης να παράγουν μια βαφή που μοιάζει με αίμα, αλλά αυτή η χρωστική δεν υπάρχει σε όλα τα στελέχη.

Αυτό το βακτήριο μπορεί να προκαλέσει λοιμώξεις μολύνοντας απευθείας έναν άνθρωπο. Έχει μια μακρά και συναρπαστική ιστορία. Κατά την αρχαιότητα, χαρακτηριζόταν ως οργανισμός που μοιάζει με αίμα. Ο οργανισμός χρησιμοποιήθηκε αρχικά ως βιολογικός δείκτης μόλυνσης και αργότερα χρησιμοποιήθηκε σε κλινικές δοκιμές και αμφιλεγόμενες δοκιμές για βιολογικό πόλεμο. Στη δεκαετία του 1950, η ιατρική έρευνα το χρησιμοποίησε για να υποκαταστήσει το βακτήριο της τουλαραιμίας.

Escherichia coli

είναι μια τυπική μέθοδος δοκιμής τροφικής δηλητηρίασης. Η δοκιμή περιλαμβάνει την τοποθέτηση ενός δείγματος τροφής σε άγαρ, ένα μέσο ανάπτυξης για βακτήρια. Το χρώμα του άγαρ μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό του τύπου των βακτηρίων που ευθύνονται για την τοξικότητα. Ορισμένοι τύποι βακτηρίων χρησιμοποιούν μόνο λακτόζη. Η διαδικασία της ζύμωσης παράγει ένα οξύ, το οποίο αλλάζει το χρώμα του άγαρ.

Αρκετά στελέχη E. coli έχουν κατασκευαστεί για να παράγουν διάφορα τελικά προϊόντα από ζύμωση μεικτής οξέος. Πριν από αρκετές δεκαετίες, αυτή η διαδικασία ξεκίνησε για πρώτη φορά. Σήμερα, η διαδικασία κατασκευής στελεχών Escherichia coli συνεχίζεται. Σε αυτή την ανασκόπηση, εξετάζουμε το ιστορικό ανάπτυξης στελεχών ακολουθώντας την πορεία αερόβιου έναντι αναερόβιου μεταβολισμού. Εξετάζουμε τις σημαντικές οδούς ανάπτυξης του στελέχους προς την αιθανόλη, το γαλακτικό και το οξικό.

Το στέλεχος ΚΟ11 κατασκευάστηκε αρχικά για να είναι ένας αποτελεσματικός παραγωγός αιθανόλης. Μεταγενέστερες διαγραφές το κατέστησαν ικανό να παράγει d-γαλακτικό. Η ζύμωση γλυκόζης και σακχαρόζης αύξησε τις αποδόσεις αιθανόλης σε 99,5% και 99%, αντίστοιχα, με τελικές συγκεντρώσεις γαλακτικού περίπου ένα mol/L. Ωστόσο, αυτό το στέλεχος δεν μπορεί να ζυμώσει πλήρως υψηλές συγκεντρώσεις σακχάρου. Αυτός είναι ο λόγος που απομονώθηκε από τη μεταβολική εξέλιξη.

Η λακτόζη χρησιμοποιείται στο γιαούρτι, το τυρί και άλλα ποτά γάλακτος που έχουν υποστεί ζύμωση. Η διαδικασία της ζύμωσης περιορίζει την εξάπλωση των παθογόνων και αυξάνει την οξύτητα και τη γεύση των τροφίμων. Βοηθά επίσης στη ρύθμιση της γλυκύτητας. Το γάλα που έχει υποστεί ζύμωση οξινίζεται και γίνεται γιαούρτι, κεφίρ και άλλα προϊόντα που έχουν υποστεί ζύμωση. Εκτός από τα γαλακτοκομικά προϊόντα, το γαλακτικό οξύ χρησιμοποιείται επίσης στη φαρμακευτική βιομηχανία και στη βιομηχανία τροφίμων.

Οι μηχανισμοί λοιμογόνου δράσης διαφορετικών τύπων E. coli είναι άλλοι. Το εντεροπαθογόνο E. coli, για παράδειγμα, προκαλεί μια ποικιλία υδαρής διάρροιας. Μπορεί επίσης να προκαλέσει κοιλιακές κράμπες και ναυτία. Οι εντεροτοξίνες που παράγονται από το στέλεχος αυξάνουν την παραγωγή αδενυλικής κυκλάσης. Εάν υποψιάζεστε ότι μπορεί να έχετε αυτό το είδος λοίμωξης, συμβουλευτείτε το γιατρό σας.

Leave a Reply

Your email address will not be published.