Bacteriocina

Bacteriocina

Substància química	grup o classe de proteïnes

Les bacteriocines són un subconjunt de proteïnes i pèptids antimicrobians produïts pels bacteris.^[1][2] Generalment, són petits pèptids de mida inferior a 10 kDA, amfipàtics amb càrrega neta positiva que interaccionen amb les membranes bacterianes provocant la mort cel·lular.^[3]

Les bacteriocines van ser descobertes per André Gratia el 1925, quan es trobava investigant mètodes per matar bacteris. Gratia va anomenar al seu primer descobriment colicina perquè actuava contra Escherichia coli.^[4][5]

En alimentació, s'utilitzen les bacteriocines produïdes per bacteris acidolàctics, els quals són grampositiu.^[6] Se sintetitzen al ribosoma i poden tenir una modificació després de la traducció i s'alliberen a l'exterior de la cèl·lula. Les bacteriocines causen la destrucció de bacteris que estan estretament relacionats amb el microorganisme productor per tant, en el cas de les bacteriocines produïdes per bacteris acidolàctics, l'activitat antimicrobiana està limitada a altres bacteris grampositius.^[2][7][8][9] El mode d'acció d'aquests compostos bactericides consisteix a destruir l'estructura de la bicapa lipídica de la membrana cel·lular del microorganisme, el que causa la pèrdua d'alguns continguts citoplasmàtics. Tot i això, algunes bacteriocines no destrueixen els bacteris susceptibles, sinó que tenen un mode d'acció bacteriostàtic, és a dir, inhibeixen el creixement sense causar la mort.^[10] Les soques productores tenen un mecanisme d'autoprotecció contra les pròpies bacteriocines.^[7][9] Se sap que són ineficaces contra patògens gramnegatius i fongs.^[10]

Molts estudis han mostrat que els valors més alts de bacteriocina s'obtenen amb valors de pH i temperatures més baixos que els òptims per al creixement dels bacteris.^[11]

Classificació

Les bacteriocines produïdes per bacteris acidolàctics es classifiquen en tres grups:^[2]

• Classe I o lantibiòtics: Són petits pèptids sintetitzats al ribosoma que tenen una gran modificació després de la traducció. Contenen residus de lantionina i de β-metil lantionina i alguns aminoàcids deshidratats. En aquesta classe es troba la lacticina, la mersacidina i la nisina. La nisina és l'única bacteriocina acceptada com a conservant i està inclosa a la llista d'additius de la Unió Europea amb el número E-234.^[12]
• Classe II: Són petits pèptids termoestables sintetitzats al ribosoma amb la diferència que no són modificats després de la traducció. Hi ha tres subclasses en les quals es troben les bacteriocines similars a la pediocina, les bacteriocines de dos pèptids, com l'enterocina, i les bacteriocines circulars.
• Classe III o bacteriolisines: Són proteïnes grans i termolàbils amb un mecanisme d'acció diferent de les altres bacteriocines, ja que lisen la cèl·lula mitjançant la hidròlisi de la paret cel·lular. Un exemple és la lisostafina.

Referències

1. Cotter, Paul D.; Ross, R. Paul; Hill, Colin «Bacteriocins — a viable alternative to antibiotics?» (en anglès). Nature Reviews Microbiology, 11, 2, 2-2013, pàg. 95–105. DOI: 10.1038/nrmicro2937. ISSN: 1740-1526.
2. Galvez, Antonio; Grande Burgos, María José; Lucas López, Rosario; Pérez Pulido, Rubén. Food Biopreservation. Nova York, NY: Springer New York, 2014. DOI 10.1007/978-1-4939-2029-7. ISBN 978-1-4939-2028-0. 
3. Martínez, Beatriz; Rodríguez, Ana; Suárez, Evaristo. Antimicrobial Peptides Produced by Bacteria: The Bacteriocins (en anglès). Cham: Springer International Publishing, 2016, p. 15–38. DOI 10.1007/978-3-319-28368-5_2. ISBN 978-3-319-28366-1. 
4. Gartia, A «Sur un remarquable exemple d'antagonisme entre deux souches de coilbacille». C. R. Seances Soc. Biol. Fil., 1925.
5. Gartia, JP «André Gartia: a forerunner in microbial and viral genetics». Genetics, 156, 2000, pàg. 471-476. ISSN: 00166731. PMID: 11014798.
6. Udhayashree, N. et al «Production of bacteriocin and their application in food products». Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 2, 1, 2012, pàg. 406-410. DOI: 10.1016/S2221-1691(12)60197-X.
7. Angiolillo, L.; Conte, A.; Del Nobile, M.A.. Food Additives: Natural Preservatives (en anglès). Elsevier, 2014, p. 474–476. DOI 10.1016/b978-0-12-378612-8.00438-8. ISBN 978-0-12-378613-5. 
8. Veskovic-Moracanin, Slavica; Djukic, Dragutin; Memisi, Nurgin «Bacteriocins produced by lactic acid bacteria: A review» (en anglès). Acta periodica technologica, 45, 2014, pàg. 271–283. DOI: 10.2298/APT1445271V. ISSN: 1450-7188.
9. Kos, Blaženka; Beganović, Jasna; Pavunc, Andreja Leboš; Habjanič, Ksenija; Matošić, Srećko; Šušković, Jagoda «Antimicrobial Activity – The Most Important Property of Probiotic and Starter Lactic Acid Bacteria». Food Technology and Biotechnology, 2010, pàg. 296-307. ISSN: 1334-2606.
10. Msagati, Titus A. M.. The Chemistry of Food Additives and Preservatives. Chichester, West Sussex, UK: John Wiley & Sons, 2012, p. 338. ISBN 9781118274125. 
11. Mataragas, M.; Metaxopoulos, J.; Galiotou, M.; Drosinos, E.H. «Influence of pH and temperature on growth and bacteriocin production by Leuconostoc mesenteroides L124 and Lactobacillus curvatus L442». Meat Science, 64, 3, 7-2003, pàg. 265–271. DOI: 10.1016/S0309-1740(02)00188-2. ISSN: 03091740 [Consulta: 30 juliol 2023].
12. Larry Branen, Alfred. Food Additives. Second Edition. Nova York: Marcel Dekker, 2002, p. 938. ISBN 9780824793432.