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Lactobacillales vs LAB (bacterias del ácido láctico)

Lactobacillales vs LAB (bacterias del ácido láctico)


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Hasta donde yo entiendo bacterias de orden Lactobacillales son todos LAB (bacterias del ácido láctico). Tan a menudo "Lactobacillales"y" LAB "se utilizan indistintamente.

Pero también pensé que esto no es toda la verdad, porque hay LAB que no son de orden Lactobacillales.

¿Alguien puede dar más detalles sobre este tema y hay un documento / revisión que explique el consenso sobre este tema?


La fermentación del ácido láctico es el tipo de fermentación más común entre las eubacterias y se encuentra en varios géneros.

En realidad, en cuanto a los tipos de fermentación, podemos decir como regla general:

  • Fermentación de etanol: se encuentra en plantas y hongos.
  • Fermentación del ácido láctico: se encuentra en bacterias y animales.

Dicho esto, según el Libro de texto en línea de bacteriología de Todar,

Aunque muchos géneros de bacterias producen ácido láctico como producto final primario o secundario de la fermentación, el término Bacterias del ácido láctico se reserva convencionalmente para los géneros del orden Lactobacillales.

Y segun Bacterias del ácido láctico: aspectos microbiológicos y funcionales, cuarta edición:

Ellos [LAB] pertenecen al Phylum Firmicutes, Class Bacilli y Order Lactobacillales.

Estos géneros son: Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactococcus, Estreptococo, Carnobacterium, Enterococcus, Oenococcus, Tetragenococcus, Vagococcus y Weisella.

El problema aquí es que no todas las bacterias productoras de ácido láctico se denominan BAL. Por tanto, Lactobacillales y LAB pueden utilizarse indistintamente. Sin embargo, no se puede decir que todas las bacterias que realizan la fermentación del ácido láctico son LAB.

Fuentes:


Biología sintética en bacterias probióticas del ácido láctico: en la frontera de las terapias vivas

Las herramientas genéticas en LAB pueden ser muy específicas de cepas y especies.

Las herramientas de ingeniería del genoma han permitido la ingeniería de funciones más complejas en LAB.

Las terapias en desarrollo se centran principalmente en los trastornos gastrointestinales y las vacunas.

Avances en E. coli La ingeniería proporciona un marco para la futura ingeniería de LAB.

Los billones de microbios alojados por humanos pueden dictar la salud o la enfermedad dependiendo de una multitud de factores genéticos, ambientales y de estilo de vida que ayudan a definir el ecosistema humano. A medida que se caracteriza la microbiota humana, también se puede realizar y manipular la interconectividad de microbio-huésped-enfermedad. El diseño de microbios como agentes terapéuticos no solo puede permitir la administración dirigida de fármacos, sino también restaurar la homeostasis dentro de una comunidad microbiana perturbada. Utilizadas durante siglos en la fermentación y conservación de alimentos, las bacterias del ácido láctico (LAB) tienen una larga historia de interacciones seguras y ocasionalmente promotoras de la salud con el intestino humano, lo que las convierte en candidatas ideales para la funcionalidad de ingeniería. Esta revisión describe las herramientas genéticas disponibles, los desarrollos recientes en aplicaciones biomédicas, así como las posibles aplicaciones futuras de la biología sintética para programar sistemas terapéuticos basados ​​en LAB.


Fuente natural

Los lactobacilos son ubicuos y normalmente inofensivos. En humanos y animales, se encuentran en el tracto intestinal y realizan muchas funciones beneficiosas, incluida la inmunomodulación, la supresión de patógenos entéricos y el mantenimiento de la flora intestinal. En el lado negativo, los lactobacilos descomponen el material vegetal y son responsables de estropear verduras, frutas, bebidas y otros nutrientes. L. casei y L. brevis son dos de los organismos que deterioran la cerveza más comunes.

A ciertos lactobacilos les gusta Lactobacillus delbrueckii se sabe que causan infecciones del tracto urinario. (2)


Materiales y métodos

La secuenciación de escopeta de genoma completo se llevó a cabo en el Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de EE. UU. Los genomas se secuenciaron a ~ 8x de profundidad y se ensamblaron utilizando Jazz, el ensamblador del Joint Genome Institute (51). El cierre de la brecha se llevó a cabo en Fidelity Systems, Inc., mediante el uso de secuenciación genómica directa (52).

Los ORF se identificaron con el programa GeneMarkS (53). Las funciones de los genes se predijeron asignando genes predichos a los COG (www.ncbi.nlm.nih.gov/COG) mediante el método COGNITOR (24) y mediante búsquedas en bases de datos realizadas con el programa PSI-BLAST (54). Los ARN de transferencia se predijeron con el programa tRNAscan-SE (55). Los LaCOG se construyeron mediante el uso de procedimientos descritos anteriormente (23, 56). El análisis filogenético se realizó utilizando los métodos de mínimos cuadrados o de máxima verosimilitud, y los escenarios de ganancia / pérdida de genes se reconstruyeron con una versión del algoritmo de parsimonia ponderada (29).

Se proporcionan detalles metodológicos adicionales y una lista detallada de los números de depósito de datos en Materiales y métodos de apoyo, que se publica como información de apoyo en el sitio web de PNAS.


Bacterias del ácido láctico frente a patógenos en el tracto gastrointestinal de los peces: una revisión

* Dirección actual: Lisbeth Løvmo, Granåsveien 34, 7048 Trondheim, Noruega.

Departamento de Biotecnología Marina, Colegio Noruego de Ciencias Pesqueras, Universidad de Tromsø, Tromsø, Noruega

Departamento de Biotecnología Marina, Colegio Noruego de Ciencias Pesqueras, Universidad de Tromsø, Tromsø, Noruega

† Dirección actual: Yvonne Bakken, Skretting, 8450 Storkmarknes, Noruega.

Sistema inmunológico innato de los peces, Departamento de Biología Celular, Universidad de Murcia, Murcia, España

Instituto de Anatomía y Biología Celular, Universidad de Bergen, Bergen, Noruega

Instituto de Investigaciones Marinas, Bergen, Noruega

Facultad de Ciencias Biomédicas, Queen's Medical Center, Universidad de Nottingham, Nottingham, Reino Unido

Departamento de Biotecnología Marina, Colegio Noruego de Ciencias Pesqueras, Universidad de Tromsø, Tromsø, Noruega

Instituto de Investigaciones Marinas, Bergen, Noruega

Departamento de Biotecnología Marina, Colegio Noruego de Ciencias Pesqueras, Universidad de Tromsø, Tromsø, Noruega

* Dirección actual: Lisbeth Løvmo, Granåsveien 34, 7048 Trondheim, Noruega.

Departamento de Biotecnología Marina, Colegio Noruego de Ciencias Pesqueras, Universidad de Tromsø, Tromsø, Noruega

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† Dirección actual: Yvonne Bakken, Skretting, 8450 Storkmarknes, Noruega.

Sistema inmunológico innato de los peces, Departamento de Biología Celular, Universidad de Murcia, Murcia, España

Instituto de Anatomía y Biología Celular, Universidad de Bergen, Bergen, Noruega

Instituto de Investigaciones Marinas, Bergen, Noruega

Facultad de Ciencias Biomédicas, Queen's Medical Center, Universidad de Nottingham, Nottingham, Reino Unido


Biología de sistemas: una guía para comprender y desarrollar cepas mejoradas de bacterias del ácido láctico

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Resultado de la investigación: Contribución a la revista ›Artículo de revista› Investigación ›revisión por pares

T1 - Biología de sistemas - Una guía para comprender y desarrollar cepas mejoradas de bacterias del ácido láctico

N2 - Las bacterias del ácido láctico (LAB) se emplean ampliamente en la producción de diversos alimentos fermentados, debido a su estado seguro, su capacidad para afectar la textura y el sabor y, finalmente, debido al efecto beneficioso que tienen sobre la vida útil. Más recientemente, los LAB también han ganado interés como hospedadores de producción de varios compuestos útiles, particularmente compuestos con aplicaciones sensibles, tales como ingredientes alimentarios y terapéuticos. Como ocurre con todos los microorganismos industriales, es importante tener un buen conocimiento de la fisiología y el metabolismo de las BAL con el fin de aprovechar al máximo su potencial, y para este propósito, se encuentran disponibles muchos enfoques de biología de sistemas. La ingeniería metabólica de sistemas, un enfoque que combina la optimización de enzimas / vías metabólicas a nivel de sistemas, biología sintética y simulación de modelos in silico, se ha utilizado para construir fábricas de células microbianas para la producción de biocombustibles, ingredientes alimentarios y bioquímicos. Al desarrollar LAB para su uso en alimentos, la ingeniería genética no es, en general, un enfoque aceptado. Una alternativa es examinar las bibliotecas de mutantes en busca de candidatos con rasgos deseables mediante tecnologías de detección de alto rendimiento o utilizar la evolución de laboratorio adaptativa para seleccionar mutantes con propiedades especiales. En ambos casos, mediante el uso de datos ómicos y tecnologías basadas en datos para examinarlos, es posible encontrar la causa subyacente de los atributos deseados de tales mutantes. Esta revisión tiene como objetivo describir cómo se pueden utilizar las herramientas de biología de sistemas para obtener LAB tanto modificados como no modificados con propiedades nuevas y deseadas.

AB - Las bacterias del ácido láctico (LAB) se emplean ampliamente en la producción de diversos alimentos fermentados, debido a su estado seguro, su capacidad para afectar la textura y el sabor y, finalmente, debido al efecto beneficioso que tienen sobre la vida útil. Más recientemente, los LAB también han ganado interés como hospedadores de producción de varios compuestos útiles, en particular compuestos con aplicaciones sensibles, como ingredientes alimentarios y terapéuticos. Como ocurre con todos los microorganismos industriales, es importante tener un buen conocimiento de la fisiología y el metabolismo de las BAL con el fin de aprovechar al máximo su potencial, y para este propósito, se encuentran disponibles muchos enfoques de biología de sistemas. La ingeniería metabólica de sistemas, un enfoque que combina la optimización de enzimas / vías metabólicas a nivel de sistemas, biología sintética y simulación de modelos in silico, se ha utilizado para construir fábricas de células microbianas para la producción de biocombustibles, ingredientes alimentarios y bioquímicos. Al desarrollar LAB para su uso en alimentos, la ingeniería genética no es, en general, un enfoque aceptado. Una alternativa es examinar las bibliotecas de mutantes en busca de candidatos con rasgos deseables mediante tecnologías de detección de alto rendimiento o utilizar la evolución de laboratorio adaptativa para seleccionar mutantes con propiedades especiales. En ambos casos, mediante el uso de datos ómicos y tecnologías basadas en datos para examinarlos, es posible encontrar la causa subyacente de los atributos deseados de tales mutantes. Esta revisión tiene como objetivo describir cómo se pueden utilizar las herramientas de biología de sistemas para obtener LAB tanto modificados como no modificados con propiedades nuevas y deseadas.


Conclusión general

Los LAB son microorganismos multifacéticos que han existido en la tierra durante varios millones de años, con decenas de miles de años de historia compartida con animales y humanos. Se han utilizado para la producción de alimentos fermentados durante siglos y se han desarrollado más o menos activamente como probióticos durante varias décadas (Figura 1). LAB puede formar parte del concepto de salud para la cría de ganado y en la producción de alimentos y piensos. Se ha realizado un esfuerzo sobresaliente estos últimos años, utilizando enfoques ómicos extendidos, para construir el conocimiento y más herramientas para dilucidar la contribución de LAB en la salud y las enfermedades. Ahora nos enfrentamos a la abrumadora tarea de integrar toda esta información para aplicaciones generales y para uso individual (& # x201Cmy LAB personalizada & # x201D). De hecho, por separado, los LAB pueden contribuir a inducir respuestas inmunitarias Th1 o Th2; también pueden inducir células T reguladoras específicas o no específicas, que pueden ser requeridas o no por el huésped. Del mismo modo, los LAB tienen el potencial de favorecer la pérdida o el aumento de peso. La abundancia de LAB a veces disminuye o aumenta según las enfermedades. El papel central de las BAL dentro de la microbiota, proporcionando antimicrobianos, también plantea la cuestión del control de nichos ecológicos, que pueden ser ventajosos o no (Berstad et al., 2016 Hegarty et al., 2016). Berstad argumentó que & # x2018 deberíamos dejar de pensar en LAB como siempre amigable. & # X2019 De hecho, existen pocos datos sobre el impacto a largo plazo de LAB, considerando su posible capacidad para desestabilizar la microbiota, y la & # x201Cparadox & # x201D para utilizarlos empíricamente en múltiples patologías y trastornos combinados (metabólicos, inmunológicos, psicológicos). Sin embargo, los LAB son nuestros socios obligados y tenemos que hacer frente a estos microorganismos. Aún es necesario disociar las interacciones comunes y específicas de las cepas, especies y géneros de LAB dentro de la totalidad de la microbiota en la que participan para identificar los mecanismos reguladores, respectivamente, involucrados en distintos órganos, sistemas y huéspedes. Definitivamente, se requieren enfoques de biología de sistemas integradores para lograr el objetivo final de aplicar LAB para la medicina personalizada. Comprende el uso de tecnologías ómicas en el LAB así como en el anfitrión e incluye la foodómica y la nutrigenómica (Kussmann y Van Bladeren, 2011 Bordoni y Capozzi, 2014), junto con modelos y herramientas básicos e integradores apropiados (Fritz et al., 2013 Daniel et al., 2015 Papadimitriou et al., 2015) para evaluar la funcionalidad general de LAB.

FIGURA 1. Representación esquemática de la aparición mundial (izquierda) y múltiples aplicaciones sanitarias (derecha) de las bacterias del ácido láctico.


Resumen

Varios estudios han apuntado recientemente hacia una mayor ocurrencia y prevalencia de varios taxones de bacterias del ácido láctico (LAB) en la microbiota del tracto respiratorio superior (URT) en condiciones saludables frente a enfermedades. Estos incluyen varias especies de Lactobacillales tal como Lacticaseibacillus casei, Lactococcus lactis y Dolosigranulum pigrum. Además de los estudios fisiológicos sobre sus posibles funciones beneficiosas y su larga historia de uso seguro como probióticos en otros sitios del cuerpo humano, los LAB se están explorando cada vez más como tratamiento alternativo o complementario para las enfermedades URT. Esta revisión destaca la importancia de las bacterias del ácido láctico en el tracto respiratorio y su potencial como probióticos tópicos para este sitio del cuerpo. Nos centramos en las propiedades probióticas potenciales y los factores de adaptación que se necesitan para que una cepa bacteriana ejerza de manera óptima su actividad beneficiosa en el tracto respiratorio. Además, discutimos una gama de in silico, in vitro y en vivo modelos necesarios para obtener una mejor comprensión de los factores de eficacia y adaptación específicamente para los probióticos URT. Este conocimiento facilitará la selección óptima de la cepa para poder realizar estudios clínicos rigurosos con las cepas probióticas más adecuadas. A pesar de la evidencia convincente de la asociación del microbioma y in vitro estudios, la evidencia clínica de los probióticos orales o tópicos para enfermedades comunes de la URT, como la rinosinusitis crónica (SRC), necesita una mayor justificación.


Fosfoglucosidasas relacionadas con PTS

El carbohidrato PTS (PEP: PTS) dependiente de fosfoenolpiruvato (PEP) es un mecanismo clave del catabolismo bacteriano del azúcar que acopla directamente la importación de sustrato con la fosforilación (Fig. 1). El PEP: PTS se encuentra principalmente en bacterias anaeróbicas obligada y facultativamente donde sirve como una alternativa bioenergéticamente eficiente a la importación de sustrato activo y la fosforilación dependiente de ATP, ya que solo se debe gastar un equivalente de ATP tanto para la importación como para la activación (Postma et al., 1993). El grupo fosfato se transfiere del donante de fosforilo PEP al sustrato de azúcar mediante una cascada que involucra a las proteínas citoplasmáticas Enzima I y HPr. El complejo de la enzima II (EII), cuyos componentes asociados a la membrana están directamente implicados en la translocación del sustrato (permeasas EIIC) y la fosforilación (EIIB), representa la parte específica del sustrato de la cascada. Tras la fosforilación, el azúcar activado (p. Ej., Glucosa 6-fosfato) puede entrar directamente en la glucólisis (Postma et al., 1993 Barabote & amp Saier, 2005). El PTS es principalmente específico para hexosas. Dado que la PEP no se produce como un intermedio en la vía de la fosfocetolasa de los LAB heterofermentativos, la PEP: PTS parece estar asociada únicamente con la fermentación homoláctica. PEP: PTS también tiene una función reguladora clave en el mecanismo de represión de catabolitos de carbono (CCR). CCR asegura que en presencia de sustratos preferidos como la glucosa, se inhibe el metabolismo de fuentes de carbono menos favorables (Deutscher et al., 2006). Como se describe a continuación, EIIA y HPr cumplen funciones reguladoras centrales en CCR de bacterias Gram negativas y Gram positivas, respectivamente.

Representación esquemática de la importación de celobiosa, fosforilación e hidrólisis por el carbohidrato PTS dependiente de PEP bacteriano. La PEP, un intermedio de la glucólisis, actúa como donante de fosforilo. El grupo fosfo se transfiere al sustrato mediante fosfo-intermedios de las proteínas generales Enzima I (EI), HPr y el complejo Enzima II específico de carbohidratos (EII). El sustrato es translocado por la permeasa EIIC y fosforilado en la membrana por EIIB. La celobiosa fosforilada se libera en el citoplasma y se hidroliza a glucosa 6-fosfato y glucosa mediante una fosfo-β-glucosidasa.

Representación esquemática de la importación de celobiosa, fosforilación e hidrólisis por el carbohidrato PTS dependiente de PEP bacteriano. La PEP, un intermedio de la glucólisis, actúa como donante de fosforilo. El grupo fosfo se transfiere al sustrato mediante fosfo-intermedios de las proteínas generales Enzima I (EI), HPr y el complejo Enzima II específico de carbohidratos (EII). El sustrato es translocado por la permeasa EIIC y fosforilado en la membrana por EIIB. La celobiosa fosforilada se libera en el citoplasma y se hidroliza a glucosa 6-fosfato y glucosa mediante una fosfo-β-glucosidasa.

Función y aparición de fosfo-β-glucosidasas

Los β-glucósidos y disacáridos como la celobiosa y la lactosa también se pueden metabolizar a través de la PEP: PTS. En estos casos, los glicoconjugados fosforilados son hidrolizados por fosfo-β-glucosidasas citoplasmáticas (EC 3.2.1.86) o fosfo-β-galactosidasas (EC 3.2.1.85) que generalmente no poseen actividad hidrolítica hacia sustratos no fosforilados (Fig.1 ). La mayoría de las fosfoglucosidasas / galactosidasas conocidas se han asignado a la GH 1. Sin embargo, las diferencias entre las β-glucosidasas y las fosfo-β-glucosidasas de la GH 1 son sutiles y aún no están completamente resueltas. Se demostró que la especificidad por sustratos fosforilados o no fosforilados puede depender del intercambio de solo unos pocos residuos de aminoácidos en el bolsillo de unión del sustrato (Marana, 2006 Hill & amp Reilly, 2008).

Junto con las fosfoglicosidasas, los componentes de EII forman la parte selectiva del PTS. Los genes de glicosidasa relacionados con PTS se organizan frecuentemente en operones con genes que codifican componentes de EII (ABC) específicos para el sustrato correspondiente. El genoma publicado de L. plantarum WCFS1 contiene 11 genes que supuestamente codifican enzimas GH 1 con funcionalidad fosfo-β-glucosidasa. Nueve de estos genes se encontraron adyacentes a genes que codifican componentes EII específicos de β-glucósido / celobiosa (Tabla 1). Un estudio cristalográfico reciente (Michalska et al., 2013) proporcionó información detallada sobre el sitio de unión al sustrato de una fosfoglucosidasa de L. plantarum (Pbg1, Tabla 1). La comparación de secuencias mostró que el sitio de unión de glicona (6-fosfato-glucopiranosil) está altamente conservado en todos L. plantarum fosfoglucosidasas. Se informaron variaciones considerables de secuencia para los sitios de unión de agliconas y las regiones de entrada al sitio activo. Por lo tanto, parece que estos operones (Tabla 1) pueden no representar simplemente sistemas redundantes, sino que posiblemente sean específicos para distintos β-glucósidos.

Genes putativos de fosfo-β-glucosidasa de Lactobacillus plantarum WCFS1 (número de acceso de GenBank NC_004567) y su organización prevista en operones, la información se obtuvo de la base de datos de operón procariota (Taboada et al., 2012)


Ver el vídeo: Aislamiento de Lactobacillus. (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Varden

    He pensado y el pensamiento se ha llevado

  2. Irving

    Por supuesto, pido disculpas, pero, en mi opinión, este tema ya no es relevante.

  3. Carnell

    Creo que se cometen errores. Intentemos discutir esto. Escríbeme en PM.

  4. Gillespie

    no te has equivocado todo es justo



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