Actinorhodin:
pH-indikátor a účinné antibiotikum
Jiří
Patočka, Radoslav Patočka
Actinorhodin je pigment s antimikrobiálními vlastnostmi, který je produkovaný bakterií Streptomyces coelicolor (Mangolo et al., 1991). Tato bakterie je známá svou schopností syntetizovat různé biologicky aktivní látky, z nichž mnohé mají významné farmakologické účinky. Actinorhodin je derivátem antrachinonu, který má výraznou fialovou barvou a vlastnosti antibiotika (Brian et al., 1996). Bakterii S. coelicolor tak actinorhodin chrání před UV zářením a dalšími nepříznivými podmínkami prostředí v které žije a současně má schopnost působit jako antibiotikum, což umožňuje bakterii bojovat proti konkurenčním mikroorganismům (Brian et al., 1996.
Na rozdíl od mnoha jiných antibiotik má actinorhodin složitý mechanismus účinku zahrnující více molekulárních cílů (Mak & Nodwell, 2017). Bakterie Streptomyces coelicolor byla široce studována jako producent zajímavého modrého pigmentu aktinorhodin (Doull & Vining, 1990; Bystrykh et al., 1996; Elibol & Mavituna, 1999; Holtmann et al., 2017; Scaffaro et al., 2017). Bylo prokázáno, že tato molekula antrachinonu vykazuje zajímavou antibiotickou aktivitu a byla navržena pro použití v potravinách a kosmetice. Mezi výhody actinorhodinu patří jeho nízká akutní toxicita (LD50 pro myš > 15 mg/kg) a vysoká stabilita vůči světlu a teplu (Zhang et al., 2006). Modrá barva actinorhodinu se objevuje až při pH nad 8, což však poněkud omezuje jeho použití v potravinách a nápojích (Zhang et al., 2006).
Kolonie bakterií Streptomyces coelicolor
Literatura
Brian P, Riggle PJ, Santos RA, Champness WC. Global negative regulation of Streptomyces coelicolor antibiotic synthesis mediated by an absA-encoded putative signal transduction system. J Bacteriol. 1996; 178 (11): 3221–31.
Bystrykh LV, Fernández-Moreno MA, Herrema JK, Malpartida F, Hopwood DA, Dijkhuizen L. Production of actinorhodin-related" blue pigments" by Streptomyces coelicolor A3. J Bacteriology, 1996; 178(8): 2238-2244.
Doull JL, Vining LC. Nutritional control of actinorhodin production by Streptomyces coelicolor A3 (2): suppressive effects of nitrogen and phosphate. Appl Microbiol Biotechnol. 1990; 32,:449-454.
Elibol M, Mavituna, F. A kinetic model for actinorhodin production by Streptomyces coelicolor A3 (2). Process Biochemistry, 1999; 34(6-7): 625-631.
Holtmann D, Vernen F, Müller JM, Kaden D, Risse JM, Friehs K et al. Effects of particle addition to Streptomyces cultivations to optimize the production of actinorhodin and streptavidin. Sustain Chem Pharmacy, 2017; 5: 67-71.
Magnolo SK, Leenutaphong DL, DeModena JA, et al. Actinorhodin production by Streptomyces coelicolor and growth of Streptomyces lividans are improved by the expression of a bacterial hemoglobin. Bio Technology, 1991; 9 (5): 473–6.
Mak S, Nodwell JR. Actinorhodin is a redox‐active antibiotic with a complex mode of action against G ram‐positive cells. Mol Microbiology, 2017; 106(4): 597-613.
Scaffaro R, Lopresti F, Sutera A, Botta L, Fontana RM, Gallo G. Plasma modified PLA electrospun membranes for actinorhodin production intensification in Streptomyces coelicolor immobilized-cell cultivations. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2017; 157: 233-241.
Zhang H, Zhan J, Su K, Zhang Y. A kind of potential food additive produced by Streptomyces coelicolor: characteristics of blue pigment and identification of a novel compound, λ-actinorhodin. Food Chem. 2006; 95(2): 286-192.
