Penicillium chrysogenum

Penicillium chrysogenum, de schimmel die wordt gebruikt om penicilline te produceren

Wat is de Penicillium chrysogenum?

Penicillium chrysogenum Het is de soort schimmel die vaker wordt gebruikt bij de productie van penicilline. De soort bevindt zich binnen het geslacht Penicillium, Uit de Aspergiliaceae -familie van de Ascomycota.

Het wordt gekenmerkt door een filamenteuze schimmel te zijn, met gescheiden hyfen. Wanneer ze in het laboratorium worden gekweekt, groeien de koloniën snel. Ze hebben een fluweelachtig en katoenen uiterlijk en blauwachtig groene kleuring.

Kenmerken van penicillium chrysogenum

- Het is een saprofytensoort, die in staat is om organisch materiaal te ontbinden om eenvoudige koolstofverbindingen te produceren die het in zijn dieet gebruikt.

- De soort is alomtegenwoordig (het is overal te vinden) en het is gebruikelijk om het in gesloten ruimtes, de vloer of geassocieerd met planten te vinden. Het groeit ook op brood en zijn sporen zijn gebruikelijk in stof.

- De sporen van P. Chrysogenum Ze kunnen ademhalingsallergieën en huidreacties genereren. Het kan ook verschillende soorten toxines produceren die van invloed zijn op mensen.

- Het is de meest gebruikte soorten voor de productie van penicilline (hoewel er anderen kunnen produceren). Dit antibioticum werd ontdekt door Alexander Fleming in 1928, hoewel hij het in principe identificeerde P. Rubrum. Het preferentiële gebruik in de farmaceutische industrie is te wijten aan de hoge antibiotica -productie.

- Ze reproduceren aseksueel door conidia (aseksuele sporen) die voorkomen in de conidioforen. Deze zijn rechtopstaand en met dunne wanden, met weinig fixacides (conidia producerende cellen).

- Seksuele reproductie vindt plaats via ascosporen (seksuele sporen). Deze komen voor bij walging (vruchtbare lichamen) van dikke muren. Dit zijn Cleistotecio -type (afgeronde manier) en presenteren hun gesclerotiseerde muren.

- Ze produceren secundaire metabolieten (organische verbindingen geproduceerd door levende wezens en die niet rechtstreeks ingrijpen in hun metabolisme). In het geval van schimmels helpen deze verbindingen hun identificatie. 

- Produceert Roquefortina C, meleagrine en penicilline. Deze combinatie van verbindingen vergemakkelijkt zijn laboratoriumidentificatie. Bovendien produceert de schimmel andere gekleurde secundaire metabolieten. Xantoxilines zijn de oorzaak van de gele kleur van het typische exsudaat van de soort.

Kan u van dienst zijn: de 40 voorbeelden van het meest prominente protistische koninkrijk

- Het kan aflatoxinen produceren, die schadelijke mycotoxinen zijn voor de mens. Deze toxines vallen het leversysteem aan en kunnen leiden tot cirrose en leverkanker. Schimmelsporen besmetten verschillende voedingsmiddelen die, wanneer ingenomen, deze pathologie kunnen veroorzaken.

Fylogenie en taxonomie

P. Chrysogenum Het werd voor het eerst beschreven door Charles Thom in 1910. De soort heeft een synoniemen (verschillende namen voor dezelfde soort) uitgebreid.

P. Chrysogenum wordt verdeeld naar het gedeelte Chrysogena van het genre Penicillium. Dit genre bevindt zich in de Aspergiliaceae -familie van de Eurotiales Order van de Ascomycota.

De chrysogena-sectie wordt gekenmerkt door huidige terverticilated en vier-verticilated conidió. De vaste zijn klein en de over het algemeen fluweelachtige kolonies. De soort van deze groep is tolerant voor het zoutgehalte en produceren bijna allemaal penicilline.

13 soorten zijn aangegeven voor de sectie, zijnde P. Chrysogenum Het type soort. Deze sectie is een monofiletische groep en broer van de sectie Roquefortorum.

Morfologie

- Deze schimmel presenteert filamenteuze mycles. De hyfen zijn gescheiden, wat kenmerkend is voor de ascomycota.

- Conidioforen zijn terverticilated (met overvloedige gevolgen), dunne en gladde wanden, meten van 250-500 µm.

- Metulas (conidiophoor -vertakkingen) hebben gladde wanden en fixoïden zijn ampuliform (flesvormige), en vele malen met dikke wanden.

- Conidia's zijn subglobose tot elliptische. In de elektronische scanmicroscoop zijn de wanden aan het cuberculate.

Habitat

P. Chrysogenum Het is kosmopolitisch. De soort groeit in zeewateren, evenals in de vloer van natuurlijke bossen in gematigde of tropische gebieden.

Het is een mesofiele soort die kan groeien tussen 5-37 ° C, met zijn optimaal bij 23 ° C. Bovendien is het xerofiel, dus het kan zich ontwikkelen in droge omgevingen. Aan de andere kant verdraagt ​​het zoutgehalte.

Kan u dienen: stam (microbieel): kenmerken, identificatie, isolatie

Vanwege het vermogen om te groeien in verschillende omgevingscondities, is het gebruikelijk om het in binnenruimtes te vinden. Het is onder andere gevonden in airconditioningsystemen, koelkasten en gezondheid.

Het is een frequente schimmel als een ziekteverwekker van fruitbomen zoals perziken, vijgen, citrus en guayabas. Evenzo kun je granen en vlees besmetten. Het groeit ook op bewerkte voedingsmiddelen, zoals brood en koekjes.

Reproductie

In P. Chrysogenum Er is een overheersing van aseksuele reproductie. In meer dan 100 jaar van de schimmelstudie werd tot 2013 de seksuele reproductie in de soort niet bewezen.

Aseksuele reproductie

Dit gebeurt door de productie van conidia in conidioforos. Conidia -vorming wordt geassocieerd met de differentiatie van gespecialiseerde reproductieve cellen (fixaciden).

De productie van Conidia begint wanneer een vegetatieve hyfa zijn groei stopt en een septum wordt gevormd. Dan begint dit gebied te zwellen en wordt een reeks takken gevormd.

De apicale cel van de takken verschilt in het fixacide dat zich begint te verdelen door mitose om Conidia te leiden.

Conidia wordt voornamelijk verspreid door de wind. Wanneer conidispores een gunstige omgeving bereiken, ontkiemen en geven ze aanleiding tot het vegetatieve lichaam van de schimmel.

Seksuele reproductie

De studie van de seksuele fase in P. Chrysogenum Het was niet eenvoudig, omdat de in het laboratorium gebruikte media de ontwikkeling van seksuele structuren niet bevorderen.

In 2013 slaagde de Duitse mycoloog Julia Böhm en medewerkers erin om seksuele reproductie bij de soort te stimuleren.

Om dit te doen, plaatsten ze twee verschillende races op afgesproken agar met havermout. De capsules ondergingen donker bij een temperatuur tussen 15 ° C tot 27 ° C.

Na een incubatietijd, tussen vijf weken tot drie maanden, werd de vorming van cleistocecios (gesloten afgeronde walging) waargenomen. Deze structuren werden gevormd in de contactzone tussen de twee races.

Dit experiment toonde dat aan in P. Chrysogenum Seksuele reproductie is heterotaal. Het is noodzakelijk om een ​​walging (vrouwelijke structuur) en een anteride (mannelijke structuur) van twee verschillende rassen te produceren.

Het kan je van dienst zijn: Cryptosporidium Parvum: kenmerken, levenscyclus, ziekten

Na de vorming van ascogonium en de anteriteit worden de cytoplasmata (plasmogamie) en vervolgens de kernen (Cariogamia) samengevoegd (Cariogamia).

Deze cel komt meiose binnen en geeft aanleiding tot ascosporen (seksuele sporen).

Cultuur media

Kolonies in teeltmedia groeien zeer snel. Ze zijn een fluweelachtig uiterlijk voor katoen, met de witte mycelos op de marges. De kolonies zijn blauwachtig groen en produceren een overvloedig exsudaat van felgele kleur. 

Aromas fruitig in de koloniën worden gepresenteerd, vergelijkbaar met ananas. In sommige races is de geur echter niet erg gemarkeerd.

Penicilline

Penicilline is het eerste antibioticum dat met succes is gebruikt in de geneeskunde. Dit werd terloops ontdekt door de Zweedse mycoloog Alexander Fleming in 1928.

De onderzoeker voerde een experiment uit met bacteriën van het genre Staphylococcus En het kweekmedium was besmet met de schimmel. Fleming merkte op dat op de site waar de schimmel zich ontwikkelde, de bacteriën niet groeiden.

Penicillines zijn bèta -lactam -antibiotica en die van natuurlijke oorsprong worden in verschillende typen ingedeeld volgens hun chemische samenstelling. Deze werken voornamelijk op gram -positieve bacteriën die hun celwand aanvallen, voornamelijk samengesteld uit peptidoglycan.

Er zijn verschillende soorten van Penicillium in staat om penicilline te produceren, maar P. Chrysogenum is degene die de grootste productiviteit heeft. De eerste commerciële penicilline vond plaats in 1941 en het lukte zich al in 1943 op grote schaal.

Natuurlijke penicillines zijn niet effectief tegen sommige bacteriën die het penicilase -enzym produceren. Dit enzym heeft het vermogen om de chemische structuur van penicilline en inactief te vernietigen.

Semi-synthetische penicillines zijn echter geproduceerd door de samenstelling van de bouillon te wijzigen waar de Penicillium. Ze hebben het voordeel dat ze resistente penicilase zijn, daarom effectiever tegen sommige ziekteverwekkers.

Referenties

1. Houbraken en Ra Samson. Fylogenie van Penicillium en de segregatie van Trichocomaceae in drie families. Studies in mycologie.
2. LEDERMANN W. De geschiedenis van penicilline en de productie ervan in Chili. Revisie. Kanker. Infecteren. 
3. Roncal, t en u ugalde. Conidiatie -inductie in Penicillium. Onderzoek naar microbiologie.