Polar aktinomisetlerin sekonder metabolitleri ve farmakolojik aktiviteleri üzerine araştırma ilerlemesi
Actinomycete, Actinobacteria filumuna aittir ve Gram pozitif bir bakteridir. Aktinomisetlerden elde edilen ikincil metabolitler, mikroorganizmalardan elde edilen ikincil metabolitlerin yaklaşık 45%'sini oluşturur ve anti-tümör, antibakteriyel, anti-enflamatuar, antiviral ve anti anjiyojenik etkiler dahil olmak üzere bir dizi biyolojik aktivite sergiler. Aktinomisetlerden türetilen antibiyotikler, bildirilen doğal antibiyotiklerin 70%'sini oluşturmaktadır ve vankomisin ve azitromisin gibi bazıları klinik uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Aktinobakteriler her zaman mikrobiyal kaynaklardan elde edilen yeni aktif ikincil metabolitlerin iyi bir kaynağı olarak görülmüştür.
Kutup bölgeleri genellikle düşük sıcaklıklar, kutupsal gün ışığı ve güçlü ultraviyole radyasyon ile karakterize edilen Kuzey ve Güney Kutupları ile bunların alt bölgelerini içerir. Kutup mikroorganizmaları, aşırı kutup koşullarına uyum sağlamak için benzersiz gen düzenlemesi ve metabolik işlevler geliştirmiş ve böylece yapısal olarak yeni ikincil metabolitler üretme potansiyeline sahip olmuştur. Son yıllarda, araştırmacılar polar aktinomisetlerden yapısal olarak benzersiz ve oldukça aktif birçok ikincil metabolit keşfetmişlerdir. Bu makale, 1999'dan 2021'e kadar polar aktinomisetlerin sekonder metabolitleri ve farmakolojik aktiviteleri üzerine yapılan araştırmaları gözden geçirmektedir. Kimyasal yapı türlerine göre, peptitler, alkaloidler, terpenler, makrolidler, poliketonlar, makrolaktamlar ve diğer kategoriler olarak sınıflandırılabilirler. Bu makale, son yıllarda yeni keşfedilen polar aktinomisetlerden elde edilen ikincil metabolitleri özetlemektedir (bkz. Tablo 1), bu da polar aktinomiset kaynaklarının daha iyi geliştirilmesi ve kullanılması için bir temel sağlayabilir.

1999'dan 2021'e kadar, polar aktinomisetlerden 104 sekonder metabolit hem yurt içinde hem de yurt dışında rapor edilmiş olup, bunların 44'ü (42,3%) yeni bileşiklerdir. Yeni sekonder metabolitlerin özeti Tablo 1'de gösterilmektedir. Polar aktinomisetlerin sekonder metabolitlerinin çoğu Streptomyces cinsinden (74,5%) izole edilirken, küçük bir kısmı pseudo Nocardia cinsinden (14,2%), termofilik Bacillus cinsinden (2,8%), Nocardia benzeri cinslerden (0,9%) ve diğer cinslerden (7,7%) izole edilmiştir (Şekil 8, sol). Kimyasal yapı türlerinin sınıflandırmasına göre, 104 sekonder metabolitin 21'i (20,2%) peptit bileşikleri, 9'u (8,7%) alkaloidler, 11'i (10,6%) terpenler, 15'i (14,4%) makrolidler, 19'u (18,3%) poliketonlar, 6'sı (5,8%) makrolaktamlar ve 23'ü (22,1%) diğer bileşik türleridir. Ana yapısal tipler peptidler, poliketonlar, makrolidler vb.dir (Şekil 8, sağda). Bunlar arasında, çok nadir yapılara sahip ikincil metabolitler arasında nitroporosinler A (29) ve B (30), antartin (41), gephyromycin (41), vb. 60), saliniquinones G-I (72-74), vb. 104 ikincil metabolitin çoğu antibakteriyel, antifungal, antiviral ve sitotoksisite gibi iyi farmakolojik aktivitelere sahiptir. Esas olarak lösemi, kolon kanseri, epidermal kanser, miyelom, servikal kanser, meme kanseri, melanom, mide kanseri ve diğer tümör hücreleri üzerinde inhibitör aktiviteye sahip olan anti-tümör aktivitesi ile karakterizedir. C-1027 kromofor-V gibi bazı bileşikler önemli sitotoksisiteye, saliniquinones G ～ H önemli antibakteriyel aktiviteye ve N - (2-hidroksifenil1) -2-fenazinamin (NHP) önemli antifungal ve sitotoksisiteye sahiptir. Ayrıca, bazı bileşikler de seçici inhibitör etkiye sahiptir. Daha sonra, Candida albicans, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Proteus mirabilis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis ve Micrococcus luteus üzerinde inhibitör etkileri olan antibakteriyel ve antifungal aktivite dahil olmak üzere antibakteriyel aktivite gelmektedir. Birkaçının anti anjiyogenez, antioksidan, hücresel lipid seviyelerini azaltma, melanin sentezini inhibe etme ve glutamin aktivitesi gibi etkileri vardır. Nitrosporosines A (29) ve B (30), antagonist (41), gephyromycin (60) ve salinequine G-I (72-74) gibi yeni yapılara, hatta nadir iskeletlere ve önemli aktiviteye sahip ikincil metabolitler için daha fazla araştırma ve geliştirme yapılması gerekmektedir.
Özetle, kutup aktinomisetleri bol miktarda kaynağa sahiptir ve Streptomyces araştırmaların ana odak noktasıdır. Diğer nadir türler geniş gelişme olanaklarına sahiptir. Polar aktinomisetler tarafından üretilen ikincil metabolitlerin kimyasal yapı türleri çeşitlidir ve birçoğu iyi biyolojik aktiviteye, özellikle de ilaç geliştirme için büyük değere sahip olan anti-tümör aktivitesine sahiptir. Bununla birlikte, metabolitlerin biyosentetik yolları, aktif mekanizmaları ve klinik yönleri üzerine araştırmalar yaygın olarak yapılmamıştır ve polar aktinomisetlerden izole edilen ikincil metabolitlerin çoğu bilinen bileşiklerdir. Biyoinformatik teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, dizileme yoluyla polar aktinomisetlerin daha fazla genom dizisi elde edilmiş ve PKS, NRPS genleri, halojenli enzim genleri, terpen ve oligosakkarit türevi ile ilgili genler gibi giderek daha fazla polar aktinomiset BGC'si keşfedilmiş ve rapor edilmiştir. Kutupsal aktinomisetlerin aktif ikincil metabolitleri sentezleme ve kutupsal ortamlara uyum sağlama konusunda güçlü bir potansiyele sahip olduğu ve bunun da yeni ilaç geliştirme için daha zengin ve daha çeşitli yeni bileşik kaynakları sağlayacağı görülebilir. Aynı zamanda, yeni sekonder metabolitlerin biyosentetik yollarının deşifre edilmesi daha kolay olacak ve daha fazla araştırma ve geliştirmeye değer olacaktır. Polar aktinomisetlerden izole edilen bileşiklerin çoğu şu anda bilinmesine rağmen, yeni bileşiklerin biyosentezinden sorumlu "sessiz genler" fermantasyon sırasında ifade edilmeyebilir. Bu nedenle, suşlardaki "sessiz genlerin" ifadesi, fermantasyon koşulları, mikrobiyal ortak kültür ve diğer yöntemler optimize edilerek uyarılabilir. Gen madenciliği, aktivite taraması ve diğer yöntemlerle birlikte, polar aktinomiset kaynaklarından yeni yapılara sahip daha aktif ikincil metabolitlerin izole edilmesi için bileşik izolasyonuna rehberlik edilebilir. İlgili etki mekanizmalarını daha fazla inceleyerek, klinik araştırma çabalarını artırarak ve yenilikçi ilaçların geliştirilmesi için bir temel sağlayarak.