Higher order Taxa
Species
Serratia marcescens
Description and Significance
Serratia marcescens is a motile,short rod-shaped, Gram-negative, facultative anaerobe bacterium, classified as an opportunistic pathogen., Bartolomeo Bizio fedezte fel 1819. Bizio a Serratia nemzetséget a Serratia nevű olasz fizikus tiszteletére nevezte el, és marcescens-t választotta a faj nevének a latin bomlás szó után . Serratia marcescens először ártalmatlannak (nem patogénnek) tartották. A vörös pigmentáció előállításának képessége miatt először 1906-ban használták markerként a bakteriális aktivitás vagy átvitel nyomon követése érdekében . Az amerikai kormány csak az 1950-es években kísérletezett a Serratia marcescens-szel, valamint a baktériumok okozta káros hatásokkal., Egy Serratia marcescens-t használó vizsgálatot végeztek annak meghatározására, hogy a biológiai fegyvereket széláram közvetíti-e. A híres “Operation Sea Spray” – ben az amerikai hadsereg Serratia marcescens-szel töltött léggömböket, majd felrobbantotta őket San Fransisco felett. A Serratia marcescens-t azért választották, mert pigmenttermelése miatt könnyen nyomon követhető volt. A kísérlet elvégzése után azonban nem sokkal a régióban a tüdőgyulladásról és a húgyúti fertőzésekről számoltak be ., Bár Serratia marcescens-t az 1960-as években emberi kórokozónak minősítették, a tudós még mindig bakteriális nyomjelzőként használta az 1970-es években .
optimálisan a Serratia marcescens 37°C-on nő, de 5-40°C-os hőmérsékleten nőhet . Serratia marcescens jól ismert a vörös pigmentáció általa termelt úgynevezett prodigiosin. A prodigiozin három pirrolgyűrűből áll, és nem 37°C-on, hanem 30°C alatti hőmérsékleten állítják elő ., A vörös pigmenttermelés nem minden törzsben jelen van, hanem azokban, amelyekben jelen van, hasonlít a vérre . Ez, valamint az a tény, hogy Serratia marcescens jellemzően nő a kenyér áldozati ostya tárolja nedves helyen, vezetett kutatók azt sugallják, Serratia szennyeződés, mint egy lehetséges magyarázat transubstantiation csodák (az átalakítás a kenyér a testét, Krisztus vére). Például a Bolsena csodájának története azt állítja, hogy 1263-ban egy pap, akinek kétségei vannak Krisztus jelenlétéről a megszentelt fogadóban, a Bolsena-bazilikában tartott misét., Miután kimondta a felszentelés szavait, vér kezdett csöpögni a megszentelt fogadóból a kezére és az oltárra . Ezt az eseményt Raphael ábrázolta a Vatikán falán .
Genomstruktúra
a Serratia marcescens DB11 törzs genomját a Sanger Intézet szekvenálta Dr. Jonathan Ewbank, a Centre d ‘ Immunologie de Marseille Luminy együttműködésével. Az elkészült Genom egyetlen kör alakú, 5,113,802 bp kromoszómából áll, amely 59,51% G+C tartalmat tartalmaz .,
sejtszerkezet és metabolizmus
a Serratia marcescens rövid és rúd alakú. Ez egy fakultatív anaerob, ami azt jelenti, hogy oxigén jelenlétében (aerob) vagy oxigén hiányában (anaerob) nőhet. Elsősorban az erjedést használja az energia gyűjtésének eszközeként, és olyan enzimekkel (szuperoxid-diszmutáz, kataláz vagy peroxid) rendelkezik, amelyek megvédik a reaktív oxigén fajoktól, lehetővé téve oxigénnel telített környezetben való életét. A Serratia marcescens egy gram negatív baktérium., Gram negatív baktériumok egy vékony sejtfal készült egy réteg peptidoglikán, amely zárt egy külső membrán. A külső membrán lipopoliszacharidokkal (LPS) rendelkezik, amelyek egy speciális foszfolipid, amely zsírsavakból áll, amelyek glükózamin-foszfát-dimerhez kapcsolódnak. Ezután egy glükózamin kapcsolódik egy mag poliszacharidhoz, amely kiterjed az O poliszacharidokra. A külső membrán a tápanyagok felvételének és a toxinok kizárásának szabályozására is szolgál. A borítékrétegekben található protein pórusok és transzporterek szelektivitása változó .,
a Serratia marcescens mozgékony, és többféle úton halad. Egyetlen Serratia marcescens baktérium úszhat a flagellum használatával . Csoportként kisebb koncentrációjú agarokon tudnak együtt Raj (0 .5-0.8%) . A rajzó sejtek hossza 5-30 µm lehet, és erősen flagellált és nem tapadós. Serratia marcescens van körülbelül 100-1000 flagella per úszó sejt . A Serratia marcescens biofilmet is képezhet (a szekretált mucilaginous mátrixból készült komplex szerkezet védőbevonatot képez, amelybe be vannak ágyazva ).,
a kazein hidrolízise nem gyakori tulajdonság, ezért hasznos a Serratia marcescens differenciálásában az Enterobacteriaceae és Pseudomonadaceae család 438 törzséből . A Serratia marcescens reprodukálható képességgel rendelkezik a kazein lebontására, amely tisztítást eredményez a tej agar lemezeken. A kazein a tejből kicsapódott fehérje, amely a sajt és bizonyos műanyagok alapját képezi . A Serratia marcescens extracelluláris enzimeket, úgynevezett proteázokat használ a peptidkötések (CO-NH) lebontására a kazeinben ., Hasonlóképpen, a zselatináz nevű extracelluláris enzim lebontja a zselatint, egy hiányos fehérjét, amely nem rendelkezik triptofánnal. A zselatin hidrolízis a fehérjét egyes aminosavakká alakítja, és hideg körülmények között (25 °C alatt) cseppfolyósítja, ha egyébként szilárd lenne .
vannak más biokémiai vizsgálatok is, amelyek segítenek a Serratia marcescens azonosításában a laborban. A 2, 3 – butándiol és etanol előállítása miatt a metilvörös teszt negatív, de pozitív a Voges-Proskauer-teszt szempontjából, amely azt mutatja, hogy a szervezet képes a piruvátot acetoinná alakítani ., A Serratia marcescens negatív a laktóz savtermelésére, de pozitív glükóz és szacharóz (gáztermeléssel) fermentáció. A nitrát tesztek pozitívak, mivel a nitrátot általában végső elektron akceptorként használják, nem pedig oxigénként . A citrátot (pozitív teszt) a Serratia marcescens piruvinsav előállítására használja. Pozitív a dekarboxilázra, amely egy karboxilcsoport aminosavból történő eltávolítása, amin és szén-dioxid előállítása.A vörös pigmentáció (prodigiosin), amelyről a Serratia marcescens ismert, megkülönböztető tényező lehet, de csak néhány törzsben van jelen., Nem pontosan ismert, hogy miért van ez, de feltételezzük, hogy szorosan szabályozott géntermék. A Prodigiosin kiválthatja a szervezet immunrendszerét (antitestek és T-sejtek), így lehetséges, hogy az emberi testben élő Szerratia marcescens korlátozza a prodigiosin szintézist, és ezáltal elkerüli a gazdaszervezet immunrendszerének kimutatását. Úgy tűnik, hogy sok törzs elvesztette a képességét, hogy egyáltalán előállítsa.
ökológia
Serratia marcescens mindenütt jelen van. Gyakran megtalálható a talajban, a vízben, a növényekben és az állatokban., A rossz klórozás miatt az elmaradott országokban széles körben jelen van a nem ivóvízben. Ez a mikroorganizmus a laboratóriumokban a Petri-lemezek szennyeződéséért felelős közös szer, amelyet kenyéren is termesztenek . Bár az S. marcescens kórokozó mikroorganizmus, csak olyan immunhiányos egyéneknél, mint például a kórházakban, ahol sok dokumentált fertőzés történik., Ennek a mikroorganizmusnak az átviteli módja közvetlen érintkezés,vagy katéterek, cseppek, sóoldatok vagy más, sterilnek hitt oldatok .
Pathology
a Serratia marcescens egy opportunista kórokozó, amely nozokomiális fertőzéseket okoz. Ellenáll számos antibiotikumnak, amelyet hagyományosan bakteriális fertőzések, például penicillin és ampicillin kezelésére használnak ., Ez annak köszönhető, hogy minden Serratia marcescens jellemzői; Egyedi membrán (LPS), mint egy Gram-negatív baktériumok, a képesség, hogy túlélje aerob és anaerob körülmények között, és a motilitás . A legtöbb törzs ellenáll több antibiotikumnak az R-faktorok (az antibiotikum rezisztenciát kódoló gének) plazmidokon való jelenléte miatt .Számos betegség, amely kapcsolatban van a Serratia marcescens: szepszis, bacteremia, meningitis, agyi tályogok, húgyúti fertőzések, osteomyelitis, szemfertőzések, endocarditis ., A Serratia marcescens okozta betegségek széles körének köszönhetően nincs egy meghatározó tünet vagy származási forrás. Az előállított biofilmek általában patogének a szervezetben .
a sejtszerkezetben említettek szerint az LPS réteg a Gram negatív bateria külső membránjához van rögzítve. Az LPS endotoxinként működik (olyan sejtkomponens, amely ártalmatlan, amíg a kórokozó érintetlen marad). Az LPS felszabadulása túlzottan serkentené a gazdaszervezet védekezését, és halálos endotoxikus sokkot okozna nekik ., Az LPS jelenléte ezért megnehezíti a Serratia marcescens megölését anélkül, hogy a gazdaszervezet sejtjeinek halálát okozná.
néhány antibiotikum hatékonynak bizonyult a Serratia marcescens ellen az antipseudomonális béta-laktám antibiotikumok, amelyek a sejtfal szintézisének gátlásával megölik a baktériumokat. Bár kifejlesztették és használják a pseudomonas elpusztítására, hatékonynak bizonyultak a Serratia marcescens és más szorosan kapcsolódó Gram-negatív baktériumok ellen is. A szervezet problémás természetének része az a képesség, hogy bármilyen felületet gyarmatosítson., Például a Serratia marcescens-t azonosították a leggyakoribb organizmusként, amely mind a szaruhártya-kaparásban, mind a kontaktlencsékben megtalálható . Megállapították azonban, hogy a polikvaternium-1 (a kontaktlencse fertőtlenítő oldatában kereskedelemben használt biocid) aktív a Serratia marcescens citoplazmatikus membránja ellen .
R-faktorok
S. a marcescens tartalmazza ezeket az R-faktorokat, amelyek egy bizonyos típusú plazmid hordoz egy vagy több gént, amely rezisztenciát biztosít a különböző típusú antimikrobiális szerekkel szemben.,Az R-faktorok hozzájárulását a Serratia különböző gyógyszerekhez való rezisztenciájához 1969-ig tanulmányozták. Ez a tanulmány megállapította, hogy a 22 többszörös rezisztens strian közül 21 képes volt átvinni ellenállásának valamilyen formáját másokkal szemben. Ez a tanulmány azt is kimutatta, hogy a gyógyszerrezisztencia sokkal gyakoribb volt a Serratia-ban, mint az Enterobacteriaceae bármely más általánosan izolált tagja., Azt is megállapították, hogy nem csak a K-tényező mediációt a gyógyszer-rezisztencia, hogy a törzsek, amelyek egykor a fogékony bizonyos gyógyszerek, de további felhatalmazást kap a további ellenállás gyógyszerek, amelyek a törzsek már korábban is ellenáll . Azóta más kísérletek arra a következtetésre jutottak, hogy a Serratia marcescens r-faktorainak átviteli rendszere hőmérsékletérzékeny lehet, és nagyobb valószínűséggel fordulhat elő azok között a szervezetek között, amelyek filogenetikailag szorosabban kapcsolódnak egymáshoz.
Efflux szivattyúk
nem csak S., marcescens van R-faktorok, amelyek kódolják gének adott gyógyszerrezisztencia, de ez is tartalmaz kifinomult efflux szivattyúk, amelyek tovább távolítják el a toxinok, amelyek végzetes lehet a mikroorganizmus. Pontosabban, az SdeXY volt az első multidrug efflux szivattyú, amely az RND (Resistance-Nodulation-Cell Division)családba tartozott S. marcescens-ben. Az SdeY gén az RND család tagja, míg az SdeX a membránfúziós fehérjék tagja., Ha megfelelően működik (nem mutált), ezek a fehérjék csökkentik a szervezet érzékenységét eritromicin, tetraciklin, norfloxacin, benzalkónium-klorid, etidium-bromid, akriflavin, és a rodamin 6g (4.hivatkozás). Más efflux szivattyúkat is besoroltak, például az SdeAB RND szivattyút és az SdeCDE RND szivattyút. Az előbbi széles szubsztrátspecifikus funkcióval rendelkezik, az utóbbi pedig membránfúziós fehérjékből (MFP)és két különböző RND transzporterből (SdeD és SdeE) áll.
egy másik típusú multidrug efflux szivattyú található ebben a mikroorganizmusban egy ABC-típusú efflux szivattyú úgynevezett SmdAB., Mind az SmdA, mind az SmdB géneknek jelen kell lenniük, és szükségesek az ellenálláshoz.
jelenlegi kutatások
egy friss tanulmány azt sugallja, hogy a Serratia marcescensost3 egy új prodigiosint állít elő, melynek neve MAMPDM (((2,2′-dipirrilmetén)))), amely fontos hatással lehet a rákkezelésre. Ez a vörös pigment szelektív citotoxikus aktivitást mutatott a rákos sejtvonalakban, ezzel szemben csökkent toxicitást mutatott a nem rosszindulatú sejtekre. Arra a következtetésre jutottak, hogy a Serratia marcescensost3 egy időben forrásként használható rákellenes vegyület kifejlesztésére .,
egy másik tanulmány szerint a Serratia marcescens NCTC 10211 törzs probiotikumként szolgálhat a H. pylori, a gyomorfekély kórokozójának növekedésének gátlásában . Számos különböző faj és baktériumtörzs vizsgálata során a Serratia marcescens NCTC 10211 törzs különböző Hp törzsekkel történő beoltáskor feltűnő gátlási zónákat tárt fel.A Hp proliferáció gátlásában részt vevő összetevők és / vagy mechanizmusok még mindig nem ismertek jól. További kutatásokra van szükség a gátló anyagok izolálásához és jellemzéséhez, hogy azok felhasználhatók legyenek a Hp terápiában., Nagyrészt nem világos, hogy a Serratia marcescens rendelkezik-e baktericid hatással, vagy elősegíti-e a HP élettani és morfológiai változásait.
a Serratia marcescens egyedülálló képessége extracelluláris enzimek előállítására (28). Számos ilyen enzimről kimutatták, hogy képes a kitin lebontására, amely főként gombás sejtfalakat tartalmaz (28). Ezek a kitinolitikus enzimek olyan ipari és mezőgazdasági felhasználásokkal is rendelkezhetnek, mint például ezeknek a géneknek a bevezetése a kitin lebontó enzimeknek a növényekbe, valamint a fermentáló baktériumok (28)., A nukleotidszekvenciák fehérjemódosításával kapcsolatos további kutatások lehetővé tennék a kitintermelő gének jobb expresszióját, ezáltal védőmechanizmust biztosítva a fogékony növények és a fermentatív baktériumok számára a gombás fertőzések ellen (28).
1.amh10. “Serratia Marcescens.”MicrobLog.com.2006. Augusztus 4. November 7. 2008. © 2008 <http://microblog.me.uk/89>
6.Codling Caroline, Brian V. Jones, Eshwar Mahenthiralingam, A. Denver Russell és Jean-Yves Maillard., “A Serratia marcescens polikvaternium-1-re való érzékenységében részt vevő gének azonosítása.”Journal of antimikrobiális kemoterápia (2004) 54, 370-375
7.”Részlet Serratia-ból.”Emedicine.com.November 19. 2008. © 1996-2006 by WebMD <http://www.emedicine.com/med/byname/serratia.htm>
10.”Serratia Marcescens Baktériumok.”serratia-marcescens.org.november 9. 2008. <http://www.serratia-marcescens.org/>
12.Salisbury, Willaiam és Joseph Likos. Kazein hidrolízise: a Serratia marcescens azonosítására szolgáló differenciálsegély. J. clin. Ösvény.,, 1972, 25, 1083-1085
14.”Serratia marcescens.”Wikipedia.org.Október 24. 2008. November 19. 2008. <http://en.wikipedia.org/wiki/Serratia_marcescens>
15.Schlegel, Hans. Általános Mikrobiológia. © Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1992. PP. 88.
16.Shapiro, James és Martin Dworkin. Baktériumok, mint többsejtű organizmusok. © 1997 by Oxford University Press, Inc. PP.210
17.Simurda, Maryanne. “Biológia kar és kutatás Tanszék.”November 9. 2008. <http://biology.wlu.edu/simurda.htm>
18.Slonczewski, Joan és John Foster., Mikrobiológia: Fejlődő Tudomány. © 2009 W. W. Norton & Company, Inc. PP.91, 488
20.Yuko Tanaka, Junko Yuasa, Masahiro Baba, Taichiro Tanikawa, Yoji Nakagawa és Tohey Matsuyama. “Temperature-Dependent Bacteriostatic Activity of Serratia marcescens”. Mikrob. Environ.. Vol. 19: 236-240 (2004) .
21. http://www.sanger.ac.uk/Projects/S_marcescens/
22. http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo/microbes/serratia.html
23. Cooksey Robert, Grace Thorne, Edmund Farrar. “R faktor mediálta az antibiotikum rezisztenciát Serratia marcescens-ben. Antimikrobiás Szerek És Kemoterápiás Szerek. Vol 10. Nem., 1976. július 1.p 123-127.
24. Belgic, Sanela és Elizabeth A. Worobec. “Characterization of the Serratia marcescens SdeCDE multidrug efflux pump studied via gene knockout mutagenesis”. Mikrobiológiai Tanszék, Manitoba Egyetem, Winnipeg, MB R3T 2N2, Kanada.
25. Taira Matsuo, Jing Chen, Yusuke Minato, Wakano Ogawa, Tohru Mizushima, Teruo Kuroda és Tomofusa Tsuchiya. “SmdAB, egy Heterodimerikus ABC típusú multidrug Efflux szivattyú, Serratia marcescens-ben. Journal of Bacteriology, Jan.2008 p., 648-654.
27. R Krausse, K. Piening, U. Ullman., “Különböző mikroorganizmusok gátló hatása a Heliobacter pylori növekedésére. Levél az alkalmazott Mirobiológiában 2005, 40, 81-86.
28. Hejazi, A. és Falkiner, F. R. “Serratia marcescens” Journal of Medical Microbiology, 1997. 46. kötet. p. 903-912.
szerkesztette Irina Mashenko és Abrhet Tesfamicael m Glogowski diákjai a Loyola Egyetemen 1 – http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC87738/
Leave a Reply