Bakteriocyny to małocząsteczkowe związki, których masa rzadko przekracza 10 kDa. Definiuje się je jako biologicznie aktywne peptydy lub białka działające bakteriobójczo, produkowane przez określone rodzaje bakterii. Znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym do konserwacji żywności, choć coraz żywiej interesuje się nimi także medycyna.
Bakteriocyny – charakterystyka
Bakteriocyny składają się z kompleksów polipeptydowych lub peptydów. Mają przeważnie charakter kationowy i w większości ulegają modyfikacji potranslacyjnej. W związku z tym, że są łatwo rozkładane przez enzymy proteolityczne przewodu pokarmowego ssaków, ludzie mogą je bezpieczne spożywać. Bakteriocyny są zróżnicowane pod wieloma względami. Różnią się m.in. właściwościami biochemicznymi i fizycznymi, aktywnością biologiczną czy mechanizmem działania. Aktualnie bakteriocyny dzieli się na produkowane przez bakterie Gram-ujemne i Gram-dodatnie. Pierwszą wspomnianą grupę dzieli się na:
- kolicyny – wykazują aktywność antymikrobiologiczną w stosunku do blisko spokrewnionych szczepów. Ponadto hamują syntezę peptydoglikanu bakterii wrażliwych;
- mikrocyny – syntetyzowane rybosomalnie, hydrofobowe peptydy przeciwdrobnoustrojowe.
Podział bakterii Gram-dodatnich jest bardziej zróżnicowany. Wyróżnia się 4 główne klasy, które dodatkowo dzieli się na liczne podklasy:
- I – lantybiotyki A i B. Kluczowym mechanizmem ich działania jest zakłócenie biosyntezy ściany komórkowej. Najważniejszym przedstawicielem lanbiotyków jest nizyna o szerokim zastosowaniu w branży spożywczej;
- II – nielantybiotyki, których działanie skupia się na powodowaniu permeabilizacji ściany komórkowej. Ta grupa dzieli się dodatkowo na cztery podklasy;
- III – bakteriocyny wielkocząsteczkowe. Jako że ulegają inaktywacji pod wpływem wysokiej temperatury, są mniej interesującą grupą związków dla naukowców;
- IV – kompleksy białkowo-lipidowe i białkowo-węglowodanowe.
Podsumowując, można oświadczyć, że bakteriocyny to aktywne przeciwdrobnoustrojowe substancje o strukturze białkowej, pod wieloma względami przypominające antybiotyki. Jednocześnie wykazują odporność na stres związany z wysoką temperaturą, a tolerują szerszy zakres pH w porównaniu do klasycznych antybiotyków.
Bakteriocyny – działanie
Działanie przeciwdrobnoustrojowe bakteriocyn zostało bardzo dobrze poznane i wynika z następujących mechanizmów:
- zakłócenie procesu biosyntezy peptydoglikanu budującego ściany komórkowe;
- hamowania biosyntezy białek i kwasu foliowego;
- zaburzenia przebiegu replikacji DNA i transkrypcji w komórce wrażliwej;
- przerywania ciągłości błony komórkowej.
Bakteriocyny mogą hamować wzrost komórek bakterii szczepów blisko spokrewnionych, ale wykazano również, że nierzadko dodatkowo powstrzymują rozwój przetrwalników bakteryjnych, a nawet działają fungistatyczne. Aktualnie są szeroko wykorzystywane w przemyśle spożywczym, choć jako antybiotyki do leczenia chorób bakteryjnych wymagają dalszego badania.
Bakteriocyny – zastosowanie
Bakteriocyny są wykorzystywane najczęściej jako konserwant żywności zapobiegający jej psuciu się i namnażaniu w niej bakterii. Niektóre bakteriocyny wykazują wrażliwość względem proteaz, dlatego też ulegają trawieniu w przewodzie pokarmowym człowieka, co jest ich bardzo dużą zaletą. Ponadto są odporne na obróbkę termiczną, a stosowane nawet długoterminowo nie wywołują działań niepożądanych, które są tak typowe dla chemicznych, sztucznych konserwantów. Bakterie produkujące bakteriocyny wykrywa się w wielu produktach spożywczych takich jak mięso, sery czy ryby. Jedyną obecnie komercyjną bakteriocyną używaną jako konserwant jest nizyna. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) uznała ją za bezpieczną.
Bakteriocyny w medycynie
W wielu badaniach udowodniono, że łączenie bakteriocyn i konwencjonalnych antybiotyków może znacząco zwiększać skuteczność terapii. Możliwości terapii z użyciem synergicznych oddziaływań między bakteriocynami i antybiotykami konwencjonalnymi wydają się obiecujące. Liczba możliwych kombinacji jest wprost nieograniczona. Ze względu na pewne ograniczenia (m.in. brak dostatecznej wiedzy na temat działań niepożądanych takiego połączenia u człowieka) wymagane są jednak dalsze badania.
Polecane produkty:
|
Omega 3 - 100% naturalna
Omega 3 to naturalny olej tłoczony na zimno, dzięki czemu zachowane zostały wszystkie cenne składniki. Jako suplement diety uzupełnia codzienną dietę w witaminę E i mikroelementy oleju z nasion pachnotki zwyczajnej (Perilla frutescens). Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Tomaszewska M., Grzesińska W., Bilska B., Trafiałek J., Charakterystyka bakteriocyn jako naturalnych konserwantów żywności, Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego, 1/2014.
- Ołdak A., Zielińska D., Bakteriocyny bakterii fermentacji mlekowej jako alternatywa antybiotyków, Postepy Hig Med Dosw, 71/2017.
- Błaszczyk U., Dąbrowska K., Charakterystyka i potencjalne zastosowanie bakteriocyn cyklicznych, Postępy Mikrobiologii, 4/2017.
