RU2614110C2 - Штаммы Bifidobacterium adolescentis 150 и Bifidobacterium angulatum GT 102, синтезирующие гамма-аминомасляную кислоту - Google Patents
Штаммы Bifidobacterium adolescentis 150 и Bifidobacterium angulatum GT 102, синтезирующие гамма-аминомасляную кислоту Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614110C2 RU2614110C2 RU2015122505A RU2015122505A RU2614110C2 RU 2614110 C2 RU2614110 C2 RU 2614110C2 RU 2015122505 A RU2015122505 A RU 2015122505A RU 2015122505 A RU2015122505 A RU 2015122505A RU 2614110 C2 RU2614110 C2 RU 2614110C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strains
- gaba
- adolescentis
- angulatum
- aminobutyric acid
- Prior art date
Links
- BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N gamma-aminobutyric acid Chemical compound NCCCC(O)=O BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 152
- OGNSCSPNOLGXSM-UHFFFAOYSA-N (+/-)-DABA Natural products NCCC(N)C(O)=O OGNSCSPNOLGXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 79
- 229960003692 gamma aminobutyric acid Drugs 0.000 title claims abstract description 79
- 241000186018 Bifidobacterium adolescentis Species 0.000 title claims abstract description 42
- 241000186014 Bifidobacterium angulatum Species 0.000 title claims abstract description 22
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000006041 probiotic Substances 0.000 abstract description 9
- 235000018291 probiotics Nutrition 0.000 abstract description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 6
- 230000000529 probiotic effect Effects 0.000 abstract description 6
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 32
- 241000186000 Bifidobacterium Species 0.000 description 26
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 17
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 17
- 101150118940 gadB gene Proteins 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 12
- 241000894007 species Species 0.000 description 12
- 241001608472 Bifidobacterium longum Species 0.000 description 11
- 108091022930 Glutamate decarboxylase Proteins 0.000 description 11
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 11
- 241000831652 Salinivibrio sharmensis Species 0.000 description 9
- 229940049906 glutamate Drugs 0.000 description 9
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 7
- PXEDJBXQKAGXNJ-QTNFYWBSSA-L disodium L-glutamate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CCC([O-])=O PXEDJBXQKAGXNJ-QTNFYWBSSA-L 0.000 description 7
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 7
- 235000013923 monosodium glutamate Nutrition 0.000 description 7
- 229940073490 sodium glutamate Drugs 0.000 description 7
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 6
- 102000008214 Glutamate decarboxylase Human genes 0.000 description 6
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 241000186020 Bifidobacterium dentium Species 0.000 description 5
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 5
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 5
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 5
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 5
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N Erythromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 4
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 102000042567 non-coding RNA Human genes 0.000 description 4
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 4
- 102000003669 Antiporters Human genes 0.000 description 3
- 108090000084 Antiporters Proteins 0.000 description 3
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 3
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 3
- 208000025966 Neurological disease Diseases 0.000 description 3
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 3
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 3
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 101150032444 gadC gene Proteins 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 3
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 2
- 208000010507 Adenocarcinoma of Lung Diseases 0.000 description 2
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 2
- 108010001478 Bacitracin Proteins 0.000 description 2
- 108091033409 CRISPR Proteins 0.000 description 2
- 238000010354 CRISPR gene editing Methods 0.000 description 2
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 2
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 description 2
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 2
- 108010051696 Growth Hormone Proteins 0.000 description 2
- OJMMVQQUTAEWLP-UHFFFAOYSA-N Lincomycin Natural products CN1CC(CCC)CC1C(=O)NC(C(C)O)C1C(O)C(O)C(O)C(SC)O1 OJMMVQQUTAEWLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- AIJULSRZWUXGPQ-UHFFFAOYSA-N Methylglyoxal Chemical compound CC(=O)C=O AIJULSRZWUXGPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 2
- 229930193140 Neomycin Natural products 0.000 description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 238000010222 PCR analysis Methods 0.000 description 2
- 108010040201 Polymyxins Proteins 0.000 description 2
- 108010009341 Protein Serine-Threonine Kinases Proteins 0.000 description 2
- 108091008109 Pseudogenes Proteins 0.000 description 2
- 102000057361 Pseudogenes Human genes 0.000 description 2
- 102100038803 Somatotropin Human genes 0.000 description 2
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 description 2
- 108020004566 Transfer RNA Proteins 0.000 description 2
- 108010059993 Vancomycin Proteins 0.000 description 2
- MHLMRBVCMNDOCW-UHFFFAOYSA-N acetic acid;butan-1-ol;hydrate Chemical compound O.CC(O)=O.CCCCO MHLMRBVCMNDOCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 2
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 2
- 229960003071 bacitracin Drugs 0.000 description 2
- 229930184125 bacitracin Natural products 0.000 description 2
- CLKOFPXJLQSYAH-ABRJDSQDSA-N bacitracin A Chemical compound C1SC([C@@H](N)[C@@H](C)CC)=N[C@@H]1C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]1C(=O)N[C@H](CCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@H](CC=2C=CC=CC=2)C(=O)N[C@@H](CC=2N=CNC=2)C(=O)N[C@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)NCCCC1 CLKOFPXJLQSYAH-ABRJDSQDSA-N 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 2
- 229960005091 chloramphenicol Drugs 0.000 description 2
- WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N chloramphenicol Chemical compound ClC(Cl)C(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229960003276 erythromycin Drugs 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 230000003371 gabaergic effect Effects 0.000 description 2
- 229960002518 gentamicin Drugs 0.000 description 2
- 239000000122 growth hormone Substances 0.000 description 2
- 244000005709 gut microbiome Species 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 2
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 description 2
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 description 2
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 description 2
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 description 2
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 2
- OJMMVQQUTAEWLP-KIDUDLJLSA-N lincomycin Chemical compound CN1C[C@H](CCC)C[C@H]1C(=O)N[C@H]([C@@H](C)O)[C@@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](SC)O1 OJMMVQQUTAEWLP-KIDUDLJLSA-N 0.000 description 2
- 229960005287 lincomycin Drugs 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 201000005249 lung adenocarcinoma Diseases 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 229960004927 neomycin Drugs 0.000 description 2
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 2
- FEMOMIGRRWSMCU-UHFFFAOYSA-N ninhydrin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(O)(O)C(=O)C2=C1 FEMOMIGRRWSMCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007918 pathogenicity Effects 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 2
- 208000020016 psychiatric disease Diseases 0.000 description 2
- 230000000506 psychotropic effect Effects 0.000 description 2
- LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N pyridoxine Chemical compound CC1=NC=C(CO)C(CO)=C1O LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 229960001225 rifampicin Drugs 0.000 description 2
- JQXXHWHPUNPDRT-WLSIYKJHSA-N rifampicin Chemical compound O([C@](C1=O)(C)O/C=C/[C@@H]([C@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](C)[C@H](O)[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)\C=C\C=C(C)/C(=O)NC=2C(O)=C3C([O-])=C4C)C)OC)C4=C1C3=C(O)C=2\C=N\N1CC[NH+](C)CC1 JQXXHWHPUNPDRT-WLSIYKJHSA-N 0.000 description 2
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 2
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 description 2
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 description 2
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 description 2
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 2
- 229960003165 vancomycin Drugs 0.000 description 2
- MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N vancomycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C2C=C3C=C1OC1=CC=C(C=C1Cl)[C@@H](O)[C@H](C(N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H]3C(=O)N[C@H]1C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](C3=CC(O)=CC(O)=C3C=3C(O)=CC=C1C=3)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)O2)=O)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC)[C@H]1C[C@](C)(N)[C@H](O)[C@H](C)O1 MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N 0.000 description 2
- MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N vancomycin Natural products O1C(C(=C2)Cl)=CC=C2C(O)C(C(NC(C2=CC(O)=CC(O)=C2C=2C(O)=CC=C3C=2)C(O)=O)=O)NC(=O)C3NC(=O)C2NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(CC(C)C)NC)C(O)C(C=C3Cl)=CC=C3OC3=CC2=CC1=C3OC1OC(CO)C(O)C(O)C1OC1CC(C)(N)C(O)C(C)O1 MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- 101150084750 1 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000003483 4 aminobutyric acid A receptor stimulating agent Substances 0.000 description 1
- SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybutyric acid Chemical compound OCCCC(O)=O SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 101100222064 Arabidopsis thaliana CKB4 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000304886 Bacilli Species 0.000 description 1
- 241000962918 Bifidobacterium adolescentis L2-32 Species 0.000 description 1
- 241000186011 Bifidobacterium catenulatum Species 0.000 description 1
- 241001089584 Bifidobacterium kashiwanohense Species 0.000 description 1
- 241000186015 Bifidobacterium longum subsp. infantis Species 0.000 description 1
- 241001134772 Bifidobacterium pseudocatenulatum Species 0.000 description 1
- 241001312356 Bifidobacterium ruminantium Species 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 208000005623 Carcinogenesis Diseases 0.000 description 1
- 208000028698 Cognitive impairment Diseases 0.000 description 1
- 208000020401 Depressive disease Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102100030011 Endoribonuclease Human genes 0.000 description 1
- 101710199605 Endoribonuclease Proteins 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 229940121869 GABA A receptor agonist Drugs 0.000 description 1
- 102000005915 GABA Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108010005551 GABA Receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000004300 GABA-A Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108090000839 GABA-A Receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000017934 GABA-B receptor Human genes 0.000 description 1
- 108060003377 GABA-B receptor Proteins 0.000 description 1
- 101710092774 Glyoxalase 1 Proteins 0.000 description 1
- 208000001953 Hypotension Diseases 0.000 description 1
- IFQSXNOEEPCSLW-DKWTVANSSA-N L-cysteine hydrochloride Chemical compound Cl.SC[C@H](N)C(O)=O IFQSXNOEEPCSLW-DKWTVANSSA-N 0.000 description 1
- 229930195714 L-glutamate Natural products 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 102000003939 Membrane transport proteins Human genes 0.000 description 1
- 108090000301 Membrane transport proteins Proteins 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 108010022233 Plasminogen Activator Inhibitor 1 Proteins 0.000 description 1
- 102100039418 Plasminogen activator inhibitor 1 Human genes 0.000 description 1
- 208000004880 Polyuria Diseases 0.000 description 1
- 102100024819 Prolactin Human genes 0.000 description 1
- 108010057464 Prolactin Proteins 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 102000009516 Protein Serine-Threonine Kinases Human genes 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 101710113029 Serine/threonine-protein kinase Proteins 0.000 description 1
- 208000013738 Sleep Initiation and Maintenance disease Diseases 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZSJLQEPLLKMAKR-UHFFFAOYSA-N Streptozotocin Natural products O=NN(C)C(=O)NC1C(O)OC(CO)C(O)C1O ZSJLQEPLLKMAKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000001742 Tumor Suppressor Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010040002 Tumor Suppressor Proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 150000001370 alpha-amino acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 235000008206 alpha-amino acids Nutrition 0.000 description 1
- VREFGVBLTWBCJP-UHFFFAOYSA-N alprazolam Chemical compound C12=CC(Cl)=CC=C2N2C(C)=NN=C2CN=C1C1=CC=CC=C1 VREFGVBLTWBCJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004821 amikacin Drugs 0.000 description 1
- LKCWBDHBTVXHDL-RMDFUYIESA-N amikacin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](N)C[C@H]([C@@H]([C@H]1O)O[C@@H]1[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)NC(=O)[C@@H](O)CCN)[C@H]1O[C@H](CN)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O LKCWBDHBTVXHDL-RMDFUYIESA-N 0.000 description 1
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000004198 anterior pituitary gland Anatomy 0.000 description 1
- 230000001430 anti-depressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000001961 anticonvulsive agent Substances 0.000 description 1
- 239000000935 antidepressant agent Substances 0.000 description 1
- 229940005513 antidepressants Drugs 0.000 description 1
- 230000007529 anxiety like behavior Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229940009291 bifidobacterium longum Drugs 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 1
- 235000021329 brown rice Nutrition 0.000 description 1
- 230000036952 cancer formation Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 230000030570 cellular localization Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 208000010877 cognitive disease Diseases 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000006114 decarboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003001 depressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007267 depressive like behavior Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000000378 dietary effect Effects 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 230000001882 diuretic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 206010015037 epilepsy Diseases 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000000763 evoking effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 1
- 235000021474 generally recognized As safe (food) Nutrition 0.000 description 1
- 235000021473 generally recognized as safe (food ingredients) Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002949 hemolytic effect Effects 0.000 description 1
- 208000021822 hypotensive Diseases 0.000 description 1
- 230000001077 hypotensive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 206010022437 insomnia Diseases 0.000 description 1
- 230000003914 insulin secretion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 210000004153 islets of langerhan Anatomy 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000009061 membrane transport Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N methamphetamine Chemical compound CN[C@@H](C)CC1=CC=CC=C1 MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- 229960001252 methamphetamine Drugs 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M monosodium L-glutamate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M 0.000 description 1
- 239000006872 mrs medium Substances 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 210000000607 neurosecretory system Anatomy 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 108091027963 non-coding RNA Proteins 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000000244 polyoxyethylene sorbitan monooleate Substances 0.000 description 1
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 1
- 229950008882 polysorbate Drugs 0.000 description 1
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 1
- 229940068968 polysorbate 80 Drugs 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229940097325 prolactin Drugs 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- NGVDGCNFYWLIFO-UHFFFAOYSA-N pyridoxal 5'-phosphate Chemical compound CC1=NC=C(COP(O)(O)=O)C(C=O)=C1O NGVDGCNFYWLIFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000007682 pyridoxal 5'-phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011589 pyridoxal 5'-phosphate Substances 0.000 description 1
- RADKZDMFGJYCBB-UHFFFAOYSA-N pyridoxal hydrochloride Natural products CC1=NC=C(CO)C(C=O)=C1O RADKZDMFGJYCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003938 response to stress Effects 0.000 description 1
- 210000004767 rumen Anatomy 0.000 description 1
- 239000000932 sedative agent Substances 0.000 description 1
- 230000001624 sedative effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 208000019116 sleep disease Diseases 0.000 description 1
- 208000022925 sleep disturbance Diseases 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 210000000278 spinal cord Anatomy 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- ZSJLQEPLLKMAKR-GKHCUFPYSA-N streptozocin Chemical compound O=NN(C)C(=O)N[C@H]1[C@@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O ZSJLQEPLLKMAKR-GKHCUFPYSA-N 0.000 description 1
- 229960001052 streptozocin Drugs 0.000 description 1
- 239000002438 stress hormone Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 210000000225 synapse Anatomy 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 235000015193 tomato juice Nutrition 0.000 description 1
- 230000002936 tranquilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical class [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 210000001186 vagus nerve Anatomy 0.000 description 1
- 208000019553 vascular disease Diseases 0.000 description 1
- 230000001018 virulence Effects 0.000 description 1
- 239000011726 vitamin B6 Substances 0.000 description 1
- 235000019158 vitamin B6 Nutrition 0.000 description 1
- 229940011671 vitamin b6 Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
- C12P7/52—Propionic acid; Butyric acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к биотехнологии и касается штаммов бактерий B.adolescentis 150 и B.angulatum GT 102. Штаммы бактерий B.adolescentis и B.angulatum депонированы во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационными номерами ВКПМ Ас-1974 и ВКПМ Ас-1973 и обладают способностью синтезировать гамма- аминомасляную кислоту (ГАМК). Эти штаммы могут быть использованы для получения пробиотических препаратов. Изобретение позволяет расширить ассортимент продуцентов гамма-аминомасляной кислоты. 2 ил., 5 табл., 6 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к фармакологии и медицине, в частности неврологии, и касается штаммов бифидобактерий, способных продуцировать гамма-аминомасляную кислоту, известную как релаксирующее средство. Штаммы могут быть использованы для получения пробиотических препаратов, используемых в комплексном лечении депрессии, тревожности и других пограничных неврологических расстройств.
Уровень техники
γ-Аминомасляная кислота (ГАМК, GABA; C4H9NO2) является монокарбоновой альфа-аминокислотой, широко распространенной в природе. ГАМК - важнейший нейромедиатор, участвующий в процессах торможения центральной нервной системы млекопитающих. Под влиянием ГАМК активируются энергетические процессы мозга, повышается дыхательная активность тканей, улучшается утилизация мозгом глюкозы, улучшается кровоснабжение. ГАМК обладает гипотензивным, седативным и мочегонным действием и снимает боль (Mody et al., 1994. Bringing the effect at GABA synapses in the brain. Neuroscience 17:517-525), снижает артериальное давление, оказывает транквилизационный эффект (Jakobs et al., 1993, Inherited disorders of GABA metabolism. J. Inherit. Metab. Dis., 16, 704-715; Wong et al., 2003, GABA, gamma-hydroxybutyric acid, and neurological disease. Ann. Neurol, 54, suppl 6, S3-S12). Гамма-аминомасляная кислота предотвращает развитие диабета посредством стимуляции секреции инсулина (Hagiwara et al., 2004. The effect of pre-germinated brown rice intake on blood glucose and PAI-1 levels in streptozotocin-induced diabetic rats. Biosci Biotechnol Biochem 68:444-447; Adeghate, Ponery, 2002, GABA in the endocrine pancreas: cellular localization and function in normal and diabetic rats. Tussue Cell, 34, 1-6). ГАМК стимулирует переднюю долю гипофиза, которая вырабатывает гормон роста и регулирует скорость синтеза белка в мозге (Tujioka et al., 2009. Dietary gamma-aminobutyric acid affects the brain protein synthesis rate in ovariectomized female rats. J Nutr Sci Vitaminol 55:75-80; Cavagnini et al., 1980. Effect of acute and repeated administration of gamma aminobutyric acid (GABA) on growth hormone and prolactin secretion in man. Acta Endocrinol (Copenh). Feb; 93(2): 149-54). ГАМК ингибирует образование аденокарциномы легкого (Schuller et al., 2008. Gamma-aminobutyric acid, a potential tumor suppressor for small airway-derived lung adenocarcinoma. Carcinogenesis 29: 1979-1985). Низкий уровень или снижение ГАМК связывают с некоторыми психиатрическими и неврологическими расстройствами, включая тревожность, депрессию (Distler et al., 2012. Glyoxalase 1 increases anxiety by reducing GABA a receptor agonist methylglyoxal. J Clin Invest 122:2306-2315; Padgett et al., 2012. Methamphetamine-evoked depression of GABA receptor signaling in GABA neurons of the VTA. Neuron 73:978-989), бессонницу (Gotesmann, 2002. GABA mechanisms and sleep.Neuroscience 111:231-239) и эпилепсию (Czapinski et al., 2005. Mechanisms of action of antiepileptic drugs. Curr Top Med Chem 5:3-14). Дисфункция сигналинга ГАМК может привести к нарушению синаптогенеза и когнитивных расстройств, включая болезнь Альцгеймера (БА).
Действие ГАМК в ЦНС осуществляется путем ее взаимодействия со специфическими ГАМКергическими рецепторами (подразделяются на ГАМК-А- и ГАМК-Б-рецепторы), приводящего к ингибированию нервного импульса. За пределами нервной системы ГАМКергическая система была описана в различных тканях и органах тела человека (кишечнике, желудке, поджелудочной железе, почках, легких, печени и других).
Гамма-аминомасляная кислота в организме образуется из другой аминокислоты, L-глутамата, с помощью фермента глутаматдекарбоксилазы (GAD, ЕС 4.1.15) в ходе необратимой реакции альфа-декарбоксилирования; кофактором является пиридоксаль 5'-фосфат (активная форма витамина В6).
Способность к образованию ГАМК обнаружена у животных, растений и микроорганизмов (бактерий, грибов, дрожжей).
Бифидобактерии являются важными представителями кишечной микробиоты человека. Благодаря положительному влиянию на здоровье человека бифидобактерии относят к пробиотическим микроорганизмам. Их считаются безопасными (GRAS - generally regaded as safe) и широко используются в функциональных пищевых продуктах, биологически активных добавках, лекарственных средствах. Пробиотики на основе бифидобактерий все чаще используются в комбинированном лечении начальных стадий различных заболеваний. Преимуществами использования пробиотиков в качестве лекарственных средств является их относительная безвредность и физиологичность по сравнению с химическими препаратами и возможность подбора конкретного препарата - вплоть до индивидуальной терапии - для лечения одного и того же заболевания у разных пациентов.
Активный синтез ГАМК был выявлен у ряда штаммов бифидобактерий, относящихся к видам: Bifidobacterium adolescents, B.dentium, B.longum (Barrett et al., 2012. γ-Aminobutyric acid production by culturable bacteria from the human intestine». J Appl Microbiol. 113(2):411-417; патент WO 2013107913 A1, Stanton et al., 2013, Gaba-producing culturable bacteria derived from the human gastrointestinal tract). Эти штаммы были выделены из кишечной микробиоты человека и авторы полагают, что синтез ГАМК происходит в естественных условиях не менее эффективно, чем в культурах клеток. В 2005 г. Park с соавторами опубликовали результаты работы по созданию высокопродуктивного рекомбинантного штамма В. longum, обладающего повышенной экспрессией гена глутаматдекарбоксилазы. Произвели трансформацию гена риса OsGADC в геном В.longum. В результате продукция ГАМК существенно возросла в группе рекомбинантов по сравнению с контрольной группой (Park et al., 2005. Expression of rice glutamate decarboxylase in Bifidobacterium longum enhances gamma-aminobutyric acid production. Biotechnol Lett. 2005; 27(21): 1681-4).
В ряде работ было показано, что введение бифидобактерий перорально животным (мышам и крысам) снимает симптомы тревожного состояния и депрессивно-подобного поведения, а так же снижает уровень стрессовых гормонов (Desbonnet et al., 2008. The probiotic B.infanlis: An assessment of potential antidepressant properties in the rat. J Psychiatr Res. 2008; 43(2): 164-174; Desbonnet et al, 2010, Effects of the probiotic B.infantis in the maternal separation model of depression; Sudo et al., 2004. Postnatal microbial colonization programs the hypothalamic-pituitary-adrenal system for stress response in mice. J Physiol.; 558(Pt 1):263-275).
Способность отдельных штаммов бифидобактерий продуцировать ГАМК и оказывать психотропное действие позволяет отнести их к психобиотикам. Психобиотики - это бактерии, которые в достаточных количествах способны оказывать благоприятное воздействие на здоровье пациентов, страдающих психическими заболеваниями (Dinanet al., 2013. Psychobiotics: a novel class of psychotropic. Biol Psychiatry. 2013; 74(10):720-726.). Доклинические оценки показывают, что определенные психобиотики обладают активностью, снижающей симптомы депрессии и тревожного состояния. Эффекты могут быть опосредованы через блуждающий нерв, спинной мозг и нейроэндокринную систему. Полагаем, что разработка психобиотиков (штаммов и препаратов на их основе) очень своевременна и необходима. В России желательно использовать препараты на основе российских штаммов бифидобактерий, адаптированных для российской популяции, с учетом происхождения штамма (т.е. выделенные из ЖКТ людей - жителей России). Патентуемые штаммы выделены из ЖКТ жителей центрального региона России и имеют высокую продуктивную способность. На данный момент российские лекарственные препараты на основе бифидобактерий, направленные на комплексное лечение нейродепрессивных состояний (тревоги, нарушений сна, депрессии и др.), отсутствуют.
Сущность изобретения
Штамм Bifidobacterium adolescentis ВКПМ Ас-1974 продуцент гамма-аминомасляной кислоты.
Штамм Bifidobacterium angulatum ВКПМ Ас-1973 продуцент гамма-аминомасляной кислоты.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является поиск и отбор штаммов бифидобактерий продуцентов гамма-аминомасляной кислоты.
Отбор штаммов.
При изучении штаммов бифидобактерий видов B.longum, B.adolescentis, B.angulatum, B.dentium из коллекции лаборатории генетики микроорганизмов Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, у 37 штаммов выявили способность продуцировать ГАМК в культуральной среде. Штаммы выращивали в ростовой среде для бифидобактерий Bifidobacterium Broth (ВВ, HiMediaJndia) с 1% глютамата натрия в анаэробных условиях в анаэростате Hi Anaerobic System (ХайМедиа) при 37°С в течение 24-48 часов.
Наличие ГАМК определяли методом тонкослойной хромотографии на пластинах на стеклянной подложке (Silica gel 60 F254, Merck). Количество образуемой ГАМК определяли методом двумерного сканирования пластинок на денситометре Shimadzu. Синтез ГАМК был установлен у ряда штаммов представленных видов, кроме B.longum. Были отобраны два штамма разных видов, имеющие достаточно высокий уровень синтеза ГАМК: B.adolescentis 150 (5,6 г/л) и B.angulatum GT 102 (3,46 г/л).
Штамм B.adolescentis 150 выделен в 2014 г., штамм B.angulatum GT 102 выделен в 2013 г. из фекалий здоровых людей. Штаммы охарактеризованы в соответствии с требованиями по биобезопасности, опубликованными в Фармакопейной статье «Пробиотики для медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации (Государственный стандарт качества лекарственных средств).
В соответствии с требованиями по характеристике пробиотических культур штаммы были депонированы в ВКПМ (г. Москва) в 2015 г. Коллекционные номера: B.adolescentis 150 - Ас-1974, B.angulatum GT 102 - Ас-1973.
Геномы патентуемых штаммов были секвенированы с использованием технологий нового поколения (Roche 454). Была дана аннотация и характеристика основных параметров секвенированных геномов.
ДНК генома штамма B.adolescentis 150 депонирована в GenBank под № LBHQ00000000, ДНК генома штамма B.angulatum GT 102 депонирована в GenBank под № LAHN00000000.
Определение видовой принадлежности патентуемых штаммов.
Определение видовой принадлежности штамма B.adolescentis 150 было проведено по нуклеотидной последовательности гена 16S РНК, расположенного в контиге 00020. Длина анализируемого фрагмента гена 16S рРНК составила 1321 п. н. Последовательности фрагмента гена 16S рРНК различных штаммов следующих видов: B.stercoris, В. ruminantium, B.dentium, B.kashiwanohense, B.pseudocatenulatum, B.catenulatum также были высокогомологичны целевой последовательности (таблица 3). В качестве дополнительного подтверждения принадлежности анализируемого штамма к виду В. adolescentis был проведен анализ последовательности гена серин-треониновой протеинкиназы РкЬ2, являющейся специфической для данного вида (Nezametdinova et al., 2014. Identification and characterization of the serine/threonine protein kinases in Bifidobacterium. Archives of Microbiology. 196:125-136). Нуклеотидная последовательность pkhl гена расположена в контиге 00015. Длина анализируемого фрагмента составляла 1422 п. н. В таблице 4 указана гомология нуклеотидной последовательности части гена серин-треониновой протеинкиназы Pkb2 B.adolescentis 150 к гомологам из GenBank. Штамм был идентифицирован как Bifidobacterium adolescentis.
Определение видовой принадлежности штамма B.angulatum GT 102 проводили по нуклеотидной последовательности гена 16S рибосомной РНК, расположенного в контиге 00011. Длина анализируемого фрагмента гена 16S рРНК составляла 1520 п. н. В таблице 5 указана гомология нуклеотидной последовательности части гена 16S РНК B.angulatum GT 102 с другими генами из GenBank. Последовательность фрагмента гена 16S рРНК штамма B.mericicum КСТС 3369 оказалась высокогомологичной целевой последовательности. Однако, данный вид бифидобактерий выделен из рубца крупного рогатого скота, следовательно, анализируемый штамм, выделенный из фекалий человека, принадлежит к виду Bifidobacterium angulatum.
Культурально-морфологические особенности штаммов:
По данным свойствам оба штамма неотличимы друг от друга.
Морфологические и тинкториальные свойства: грамположительные бесспоровыед гранулированные палочки с утолщениями на концах или бифуркациями.
Выросшие колонии имели следующие культуральные свойства: колонии S-формы диаметром 0,5-1,5 мм, круглые, выпуклые, гладкие, светло-бежевого или белого цвета с ровными краями. При культивировании в жидкой среде MRS в течение 24 ч происходит равномерное помутнение среды по всему ее объему, кроме зоны аэробиоза, с образованием осадка.
Способ, условия и состав сред для размножения штаммов.
Штаммы культивировали на жидкой и агаризованной средах MRS (Himedia) в течении 24-48 час. Состав среды MRS на 1 литр в граммах: протеозопептон - 10,0; мясной экстракт - 10,0; дрожжевой экстракт - 5,0; глюкоза - 20,0; полисорбат 80-1,0; цитрат аммония - 2,0; ацетат натрия - 5,0; сульфат магния - 0,1; сульфат марганца - 0,05; фосфат калия двузамещенный - 2,0. рН (при 25°С) 6,5 с добавлением стерильного 0.05% L-cysteine-HCl. Продукцию ГАМК определяли в ростовой среде для бифидобактерий Bifidobacterium Broth (ВВ) (HiMedia, India). Состав среды ВВ на 1 литр в граммах: пептон - 10,0; гидролизат казеина - 20,0; дрожжевой экстракт - 10,0; глюкоза - 20,0; порошок томатного сока - 16,65; полисорбат 80 - 2,0. Культивирование осуществляли в анаэробных условиях с использованием анаэростата и системы GasPak+. Температура инкубации 37°С. В MRS-бульоне продуктивность штаммов достигала 109 кл/мл.
У обоих штаммов не выявлена гемолитическая, протеолитическая, летициназная, ДНК-ная и РНК-ная активности.
Устойчивость (чувствительность) к антибиотикам.
Штамм В.adolescents 150 устойчив к следующим антибиотикам: полимиксину, амикацину, неомицину, гентамицину, канамицину, стрептомицину, бацитрацину; штамм чувствителен к следующим антибиотикам: хлорамфениколу, эритромицину, рифампицину, линкомицину, ванкомицину, ампициллину, тетрациклину.
Штамм B.angiilatum GT 102 устойчив к следующим антибиотикам: полимиксину, аминацину, неомицину, гентамицину, канамицину, стрептомицину, бацитрацину; штамм чувствителен к следующим антибиотикам: хлорамфениколу, эритромицину, рифампицину, линкомицину, ванкомицину, ампициллину, тетрациклину.
Устойчивость не связана с генами, расположенными на мобильных генетических элементах.
Продукты, синтезируемые штаммами:
При выращивании в ростовой среде для бифидобактерий Bifidobacterium Broth (ВВ, HiMedia, India) с 1% глутамата натрия патентуемые штаммы синтезируют и секретируют в среду ГАМК. Максимальное количество ГАМК в этих условиях обнаруживается при 48 часах инкубации и достигает 5,6 г/л для B.adolescentis 150, что составляло 60% конверсии от количества глютамата натрия и 3,46 г/л для B.angulatum 102 GT, что составляло 35% конверсии от количества глютамата натрия.
Гены глутамат декарбоксилазы у патентуемых штаммов.
В базе данных NCBI присутствует информация о последовательностях глутамат декарбоксилаз и соответствующих генов у 23 различных штаммов бифидобактерий (www.ncbi.nlm.nih.gov).
В секвенированных геномах обоих патентуемых штаммов было установлено наличие генов, которые участвуют в синтезе и транспорте (секреции) ГАМК: gadB кодирует фермент глутамат декарбоксилазу и gadC кодирует антипортер, который переносит глутамат и гамма-аминомасляную кислоту. Антипортер- часть мембранно-транспортной системы, которая обеспечивающая проход внутрь клетки через мембрану одного вещества и другого вещества в противоположном направлении (из клетки). Нуклеотидная последовательность gadB генов определялась в секвенированных геномах патентуемых штаммов. Выравнивание нуклеотидной последовательности gadB генов патентуемых штаммов с наиболее близкими по НП геномами штаммов видов B.adolescentis и B.angulatum показало наличие полиморфизма у исследуемых генов. Хотя генетическое окружение gadB генов патентуемых штаммов оказалось аналогичным gadB генам других геномов того же вида, также наблюдался полиморфизм как у соседних генов, так и для нуклеотидной последовательности между генами. Выявленный нуклеотидный полиморфизм может быть использован для генетического маркирования патентуемых штаммов.
Таким образом, способность штаммов B.adolescentis 150 и B.angulatum GT 102 активно продуцировать ГАМК, отсутствие генов вирулентности и резистентности к антибиотикам, а также отсутствие протеазной и др. активностей делают возможным использование штаммов по-отдельности и в составе различных смесей бактериальных штаммов при производстве лекарственных средств в виде лиофилизированных препаратов, капсул, жидких культур и других аналогичных средств для лечения вегето-сосудистых расстройств и депрессивных состояний. Штаммы отличны от всех описанных ранее штаммов B.adolescentis и B.angulatum, продуцирующих ГАМК, т.к. выделены из организма людей - жителей центрального региона Российской Федерации и имеют уникальную последовательность генов gad и геномов в целом.
Примеры по характеристике получения и свойствам штаммов B.adolescentis 150 и B.angulatum GT 102 по настоящему изобретению.
Пример 1.
Отбор штаммов, продуцирующих ГАМК.
Отбор штаммов, продуцирующих ГАМК проводили среди штаммов, геномы которых содержали ген gadB - глютаматдекарбоксилазы. С использованием сконструированных праймеров и ПЦР анализа проведен поиск gadB гена у 55 штаммов бифидобактерий из коллекции лаборатории генетики микроорганизмов Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН, выделенных из гастро-энтерологического тракта практически здоровых людей Центрального региона России. Результаты ПЦР анализа показали наличие gadB гена у 25 штаммов, относящихся к различным видам. У 37 штаммов видов В.longum, B.adolescentis, B.angulatum, B.dentium была проверена способность продуцировать ГАМК из глютамата в культуральной среде. В таблице 1 представлено количество штаммов различных видов, способных к продукции ГАМК. В таблице 2 представлены данные по продукции ГАМК.
Пример 2.
Отбор штамма B.adolescentis 150 - продуцента ГАМК.
Опыт проводили в ростовой среде для бифидобактерий Bifidobacterium Broth (ВВ, HiMedia, India), в которую добавляли 1% глютамата натрия - предшественника ГАМК. Синтез и количество ГАМК определяли методом тонкослойной хроматографии на пластинах Silica gel 60 F254 (Merck) и двумерного сканирования пластинок на денситометре Shimadzu. Перед нанесением на пластинку пробы разводили в 10 раз. 2 мкл культуры наносили на пластинку, использовали смесь растворителей н-бутанол-уксусная кислота-вода 4:1:1; в общую смесь добавяля 0,2% нингидрина. После разделения фракций нагревали пластинку при 70°С в течении 10 минут для проявления пятен. Результаты представлены на рис. 1. В таблице 2 представлены данные по продукции ГАМК (количество образуемой ГАМК определяли методом двумерного сканирования пластинок на денситометре Shimadzu). Уровень синтеза ГАМК штамма B.adolescentis 150 был максимальный - 5,6 г/л после 48 часов инкубации, что составляло 60% конверсии от количества глютамата натрия.
Пример 3.
Синтез ГАМК штаммом B.angulatum GT 102.
Опыт проводили в обычной ростовой среде для бифидобактерий Bifidobacterium Broth (ВВ, HiMedia, India), в которую добавляли 1% глютамата натрия - предшественника ГАМК. Синтез и количество ГАМК определяли методом тонкослойной хроматографии на пластинах Silica gel 60 F254 (Merck) и двумерного сканирования пластинок на денситометре Shimadzu. Перед нанесением на пластинку пробы разводили в 10 раз. 2 мкл культуры наносили на пластинку, использовали смесь растворителей н-бутанол-уксусная кислота-вода 4:1:1; в общую смесь добавяля 0,2% нингидрина. После разделения фракций нагревали пластинку при 70°С в течении 10 минут для проявления пятен. Результаты представлены на рис. 2. В таблице 5 представлены данные по продукции ГАМК (количество образуемой ГАМК определяли методом двумерного сканирования пластинок на денситометре Shimadzu). Уровень синтеза ГАМК штамма B.angulatum GT 102 был -3,46 г/л после 48 часов инкубации, что составляло 35% конверсии от количества глютамата натрия.
Пример 4.
Нуклеотидная последовательность £яг/-генов (генов глютаматдекарбоксилазы) патентуемых штаммов и выравнивание с gad генами других геномов.
В секвенированных геномах обоих патентуемых штаммов было установлено наличие гена gadB, кодирующего фермент глутамат декарбоксилаза, участвующий в синтезе ГАМК. Нуклеотидная последовательность gadB гена штамма B.adolescentis 150 расположена в контиге 00015 (length = 49496 numreads = T739) секвенированного генома. Выравнивание нуклеотидной последовательности gadB гена штамма B.adolescentis 150 с наиболее близким по НП геномом штамма B.adolescentis L2-32 представлено в перечне последовательностей, которое указывает на наличие точечной нуклеотидной замены (см. перечень последовательностей).
Нуклеотидная последовательность gadB гена штамма В. angulation GT 102 расположена в контиге 00001 (length m= 775061 numreads = 34230) секвенированного генома. Выравнивание нуклеотидной последовательности gadB гена штамма В. angulatum GT 102 с наиболее близким по НП геномом штамма B.angulatum strain LMG 11039 представлено в перечне последовательностей, которое указывает на наличие многочисленных точечных нуклеотидных замен (см. перечень последовательностей).
Пример 5.
Генетическое окружение gatf-генов (генов глютаматдекарбоксилазы) патентуемых штаммов.
Ген gadB как правило расположен рядом с геном gadC, который кодирует антипортер, участвующий в переносе глутамат и гамма-аминомасляной кислоты в бактерии. Часто эти гены образуют оперон. В секвенированных геномах обоих патентуемых штаммов рядом с gadB геном также был обнаружен gadC ген. Генетическое окружение gadB- gadC генов патентуемых штаммов оказалось аналогичным для других геномов того же вида.
При выравнивании нуклеотидной последовательности генов и пространства между ними наблюдается полиморфизм (см. перечень последовательностей). Это также указывает на уникальность патентуемых штаммов и может быть использовано для дополнительного генетического маркирования.
Пример 6.
Характеристика основных параметров секвенированных геномов патентуемых штаммов
Геномы патентуемых штаммов были секвенированы с использованием технологий нового поколения (Roche 454). С помощью специальных программ дана характеристика основных параметров секвенированных геномов:
Геном В. adolescentis 150 размером 2316161 пар оснований содержит 1830 кодирующей последовательности. С помощью PGAAP программы в геноме были определены: 6 оперонов рРНК, 54 гена тРНК, 81 псевдогенов, 1 ген некодирующей РНК, 2 гена CRISPR систем и 20 генов со сдвинутыми рамками считывания, 4 IS элемента, принадлежащих к IS3 и IS256 семействам. В геноме отсутствуют гены патогенности и трансмиссивные гены устойчивости к антибиотикам.
Геном В. angulation GT 102 размером 2046935 пар оснований содержит 1520 кодирующей последовательности. С помощью PGAAP программы в геноме были определены: 3 оперона рРНК, 56 генов тРНК, 72 псевдогена, 1 ген декодирующей РНК, 3 гена CRISPR систем и 14 генов со сдвинутыми рамками считывания. В геноме отсутствуют гены патогенности и трансмиссивные гены устойчивости к антибиотикам.
Рис.1. Продукция ГАМК после 24 часов культивирования (А) и 48 часов культивирования (В). 1 - ГАМК (1 mg/ml); 2 - ГАМК (0,5 mg/ml); 3 - ГАМК (0,25 mg/ml); 4 - glutamate (1 mg/ml); 5 - glutamate (0,5 mg/ml); 6 - glutamate (0,25 mg/ml); 7 - В.longum 379; 8 - В.longum 2c; 9 - B.longum St2; 10 - B.longum CKB4; 11 - В.adolescentis 48-2; 12 - B.adolescentis 48; 13 - B.adolescentis 44; 14 - B.adolescentis 44-2; 15 - В.adolescentis 152; 16 - В.adolescentis 110; 17 - B.adolescentis 150; 18 - В.adolescentis 174; 19 - В.adolescentis 108.
Рис. 2. Продукция ГАМК после 24 часов культивирования (А) и 48 часов культивирования (В). 1 - ГАМК (1 mg/ml); 2 - ГАМК (0,5 mg/ml); 3 - ГАМК (0,25 mg/ml); 4 - glutamate (1 mg/ml); 5 - glutamate (0,5 mg/ml); 6 - glutamate (0,25 mg/ml); 7 - В.adolescentis Km5-1; 8 - В.adolescentis Km4; 9 - В.adolescentis Тв29; 10 - В.adolescentis 277; 11 - В.adolescentis 104; 12 - В.adolescentis 282; 13 - В.adolescentis 56; 14 - В.adolescentis 57; 15 - В.adolescentis 76; 16 - В.angulatum 102; 17 - В.dentium 9; 18 - В.adolescentis 191; 19 - В.angulatum 334-1.
Claims (2)
1. Штамм Bifidobacterium adolescentis ВКПМ Ас-1974 продуцент гамма-аминомасляной кислоты.
2. Штамм Bifidobacterium angulatum ВКПМ Ас-1973 продуцент гамма-аминомасляной кислоты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015122505A RU2614110C2 (ru) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Штаммы Bifidobacterium adolescentis 150 и Bifidobacterium angulatum GT 102, синтезирующие гамма-аминомасляную кислоту |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015122505A RU2614110C2 (ru) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Штаммы Bifidobacterium adolescentis 150 и Bifidobacterium angulatum GT 102, синтезирующие гамма-аминомасляную кислоту |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015122505A RU2015122505A (ru) | 2016-12-27 |
| RU2614110C2 true RU2614110C2 (ru) | 2017-03-22 |
Family
ID=57759379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015122505A RU2614110C2 (ru) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Штаммы Bifidobacterium adolescentis 150 и Bifidobacterium angulatum GT 102, синтезирующие гамма-аминомасляную кислоту |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2614110C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113773978B (zh) * | 2020-06-09 | 2023-07-11 | 深圳华大生命科学研究院 | 青春双歧杆菌及其应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2373277C1 (ru) * | 2008-07-15 | 2009-11-20 | Федеральное Государственное учреждение науки "Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Штамм bifidobacterium angulatum ov-15, используемый для получения бактерийных препаратов, биологически активных добавок к пище, неферментированных пищевых продуктов, гигиенических и косметических средств |
| RU2451725C2 (ru) * | 2010-05-14 | 2012-05-27 | Татьяна Александровна Левченко | ШТАММ Bifidobacterium adolescentis, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИФИДОСОДЕРЖАЩЕЙ ПРОДУКЦИИ |
| WO2013107913A1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-07-25 | University College Cork - National University Of Ireland, Cork | Gaba-producing culturable bacteria derived from the human gastrointestinal tract |
-
2015
- 2015-06-11 RU RU2015122505A patent/RU2614110C2/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2373277C1 (ru) * | 2008-07-15 | 2009-11-20 | Федеральное Государственное учреждение науки "Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Штамм bifidobacterium angulatum ov-15, используемый для получения бактерийных препаратов, биологически активных добавок к пище, неферментированных пищевых продуктов, гигиенических и косметических средств |
| RU2451725C2 (ru) * | 2010-05-14 | 2012-05-27 | Татьяна Александровна Левченко | ШТАММ Bifidobacterium adolescentis, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИФИДОСОДЕРЖАЩЕЙ ПРОДУКЦИИ |
| WO2013107913A1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-07-25 | University College Cork - National University Of Ireland, Cork | Gaba-producing culturable bacteria derived from the human gastrointestinal tract |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BARRETT E., ROSS S.P., et.al., Y- Aminobutyric acid production by culturable bacteria from the human intestine, J, Appl.microbiol.2012, aug.113(2), p.411-417. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015122505A (ru) | 2016-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7740720B2 (ja) | 中枢神経系の精神障害または疾患を処置するための腸ミクロビオームの改変 | |
| Mhanna et al. | The correlation between gut microbiota and both neurotransmitters and mental disorders: A narrative review | |
| Tian et al. | Ingestion of Bifidobacterium longum subspecies infantis strain CCFM687 regulated emotional behavior and the central BDNF pathway in chronic stress-induced depressive mice through reshaping the gut microbiota | |
| CN103037875B (zh) | 双歧杆菌菌株 | |
| EP2828375B1 (en) | Gaba-producing culturable bacteria derived from the human gastrointestinal tract | |
| EP3989992A2 (en) | Therapeutic compositions and methods of using serotonin modulating microbiome-based interventions to treat serotonin-related diseases or disorders | |
| JP2018515502A (ja) | 免疫シグナル伝達をもたらし、かつ/または腸管バリア機能に影響を与え、かつ/または代謝状態を調節するためのポリペプチドの使用 | |
| CN113677798A (zh) | 一种益生菌组合物和使用方法 | |
| CN113337440B (zh) | 一株唾液乳杆菌mg-587及其应用 | |
| WO2023246674A1 (zh) | 治疗糖尿病及相关病症的两歧双歧杆菌 | |
| Jeong et al. | Lactiplantibacillus plantarum LRCC5314 includes a gene for serotonin biosynthesis via the tryptophan metabolic pathway | |
| US20230172997A1 (en) | Recombinant bacteria for production of indole-3-acetic acid (iaa) and uses thereof | |
| RU2614110C2 (ru) | Штаммы Bifidobacterium adolescentis 150 и Bifidobacterium angulatum GT 102, синтезирующие гамма-аминомасляную кислоту | |
| JP6531893B2 (ja) | 濾胞性ヘルパーt細胞増加剤 | |
| Tyagi et al. | Whole-genome analysis of gamma-aminobutyric acid producing Psychobiotic Limosilactobacillus reuteri with its Untargeted metabolomics using UHPLC-Q-Tof MS/MS | |
| TWI598103B (zh) | 改善困難梭狀桿菌感染症狀的發酵乳酸桿菌gmnl-296組合物及方法 | |
| US20250129327A1 (en) | Application of blautia sp b2132 strain in preventing and/or treating inflammatory bowel disease | |
| Mi et al. | Astragalus polysaccharide modulates the gut microbiota and metabolites of patients with major depressive disorder in an in vitro fermentation model: a pilot study | |
| CN113151070A (zh) | 一株可提高肠道中克里斯藤森菌科相对丰度的发酵乳杆菌 | |
| WO2008075949A1 (en) | Modulation of human microsomal triglyceride transfer protein (mtp or mttp) gene expression by food-grade/ingested dietary microorganisms | |
| Lu et al. | Fermented soy milk enhances survival and acid tolerance of Lactiplantibacillus plantarum LP-6 in an in vitro human stomach digestion system | |
| HK40111423A (en) | Modulation of the gut microbiome to treat mental disorders or diseases of the central nervous system | |
| RU2575625C1 (ru) | ШТАММЫ Lactobacillus plantarum И Lactobacillus brevis, СИНТЕЗИРУЮЩИЕ ГАММА-АМИНОМАСЛЯНУЮ КИСЛОТУ | |
| NL2036594B1 (en) | Bacterium comprising phytate-degradation pathway | |
| US20250345372A1 (en) | Use of dopamine producing products to increase vaccine efficacy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200703 |