La arqueocina es el nombre que se le da a un nuevo tipo de antibiótico potencialmente útil que se deriva del grupo de organismos Archaea . [1] Se han caracterizado parcial o totalmente ocho arqueocinas, pero se cree que existen cientos de arqueocinas, especialmente dentro de las haloarqueas . La producción de estos antimicrobianos proteínicos arqueales es una característica casi universal de las haloarqueas con forma de bastón. [2]
La prevalencia de arqueocinas de otros miembros de este dominio es desconocida simplemente porque nadie las ha buscado. El descubrimiento de nuevas arqueocinas depende de la recuperación y el cultivo de organismos arqueológicos del entorno. Por ejemplo, las muestras de un nuevo sitio de campo hipersalino, Wilson Hot Springs en el Refugio Nacional de Vida Silvestre Fish Springs en el este de Utah , [3] recuperaron 350 organismos halófilos; el análisis preliminar de 75 aislamientos mostró que 48 eran arqueológicos y 27 eran bacterianos. [4]
Las halocinas se clasifican como antibióticos peptídicos (≤ 10 kDa ; 'microhalocinas') o proteicos (> 10 kDa) producidos por miembros de la familia arqueal Halobacteriaceae . Hasta la fecha, todos los genes de halocina conocidos están codificados en megaplásmidos (> 100 kbp ) y poseen regiones promotoras TATA y BRE haloarqueales típicas. Las transcripciones de halocina no tienen líder y las preproteínas o preproproteínas traducidas probablemente se exportan utilizando la vía de translocación de arginina gemela (Tat), ya que el motivo de señal Tat (dos residuos de arginina adyacentes) está presente dentro del extremo amino . Los genes de halocina se expresan casi universalmente en la transición entre las fases exponencial y estacionaria del crecimiento; la única excepción es la halocina H1, que se induce durante la fase exponencial. Por el contrario, las proteínas de halocina más grandes son termolábiles y típicamente halófilas obligadas, ya que pierden su actividad (o la actividad se reduce) cuando se desalinizan. [ cita requerida ]
Actualmente, se han caracterizado parcial o completamente cinco halocinas peptídicas a nivel proteico y/o genético: HalS8, HalR1, HalC8, HalH7 y HalU1. Estos péptidos antimicrobianos tienen una masa molecular de entre 3 y 7,4 kDa y están compuestos por entre 36 y 76 residuos de aminoácidos . Dos de las microhalocinas (HalS8 y HalC8) se producen por escisión proteolítica a partir de una preproteína más grande mediante un mecanismo desconocido. Las microhalocinas son péptidos hidrófobos que permanecen activos incluso si se desalan y/o almacenan a 4 °C y son bastante insensibles al calor y a los disolventes orgánicos. La primera microhalocina que se caracterizó fue HalS8, [5] producida por la haloarqueona no caracterizada S8a aislada del Gran Lago Salado, Utah, EE. UU. [4]
Dos pueden clasificarse como halocinas proteicas: HalH1 y HalH4; las masas moleculares de las halocinas restantes aún deben dilucidarse. La halocina H1 es producida por Hfx. mediterranei M2a (anteriormente cepa Xia3), aislada de una salina solar cerca de Alicante, España . Es una proteína de 31 kDa que es termolábil, pierde actividad cuando se desaliniza y exhibe un amplio rango de inhibición dentro de la haloarquea. La halocina H1 aún debe caracterizarse a nivel proteico y genético. Por el contrario, HalH4, producida por Hfx. mediterranei R4 (ATCC 33500), también aislada de una salina solar cerca de Alicante, España, fue la primera halocina descubierta. [6] La masa molecular de la proteína HalH4 madura es de 34,9 kDa (359 aminoácidos), procesada a partir de una preproteína de 39,6 kDa; se desconoce el mecanismo de procesamiento. La halocina H4 es una halocina arqueolítica y se adsorbe en las células sensibles de Hbt. salinarum , donde puede alterar la permeabilidad de la membrana. [4]
Las arqueocinas producidas por Sulfolobus son completamente diferentes de las halocinas, ya que su actividad está predominantemente asociada con las células y no con el sobrenadante. Hasta la fecha, el espectro de actividad de la sulfolobicina parece estar restringido a otros miembros de los Sulfolobales: la sulfolobicina inhibió a S. solfataricus P1, S. shibatae B12 y seis cepas no productoras de S. islandicus . La actividad parece ser arqueocida pero no arqueolítica. [4] Se han identificado dos genes involucrados en la producción de sulfolobicina en S. acidocaldarius y S. tokodaii. Las sulfolobicinas parecen representar una nueva clase de proteínas antimicrobianas. [7]