Published September 3, 2019 | Version v1
Publication Open

Recent Advances in Exploration and Biotechnological Production of Bioactive Compounds in Three Cyanobacterial Genera: Nostoc, Lyngbya, and Microcystis

  • 1. Duy Tan University
  • 2. Sun Moon University
  • 3. Vietnam National University of Agriculture

Description

Cyanobacteria, are only Gram-negative bacteria with the capacity of oxygenic photosynthesis, so termed as "Cyanophyta" or "blue-green algae." Their habitat is ubiquitous, which includes the diverse environments, such as soil, water, rock and other organisms (symbiosis, commensalism, or parasitism, etc.,). They are characterized as prominent producers of numerous types of important compounds with anti-microbial, anti-viral, anti-inflammatory and anti-tumor properties. Among the various cyanobacterial genera, members belonging to genera Nostoc, Lyngbya, and Microcystis possess greater attention. The major reason for that is the strains belonging to these genera produce the compounds with diverse activities/structures, including compounds in preclinical and/or clinical trials (cryptophycin and curacin), or the compounds retaining unique activities such as protease inhibitor (micropeptins and aeruginosins). Most of these compounds were tested for their efficacy and mechanism of action(MOA) through in vitro and/or in vivo studies. Recently, the advances in culture techniques of these cyanobacteria, and isolation, purification, and chromatographic analysis of their compounds have revealed insurmountable novel bioactive compounds from these cyanobacteria. This review provides comprehensive update on the origin, isolation and purification methods, chemical structures and biological activities of the major compounds from Nostoc, Lyngbya, and Microcystis. In addition, multi-omics approaches and biotechnological production of compounds from selected cyanobacterial genera have been discussed.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

البكتيريا الزرقاء، هي بكتيريا سالبة الجرام فقط مع قدرة التمثيل الضوئي الأكسجين، لذلك يطلق عليها "Cyanophyta" أو "الطحالب الزرقاء والخضراء"." موطنها موجود في كل مكان، والذي يشمل البيئات المتنوعة، مثل التربة والمياه والصخور والكائنات الحية الأخرى (التكافل أو التماثل أو التطفل، وما إلى ذلك). ويتميزون بأنهم منتجون بارزون لأنواع عديدة من المركبات المهمة ذات الخصائص المضادة للميكروبات والفيروسات والالتهابات والورم. من بين الأجناس الزرقاء المختلفة، تتمتع الأعضاء التي تنتمي إلى أجناس نوستوك ولينغبيا وميكروسيستيس باهتمام أكبر. والسبب الرئيسي لذلك هو أن السلالات التي تنتمي إلى هذه الأجناس تنتج المركبات ذات الأنشطة/الهياكل المتنوعة، بما في ذلك المركبات في التجارب قبل السريرية و/أو السريرية (الكريبتوفيسين والكوراسين)، أو المركبات التي تحتفظ بأنشطة فريدة مثل مثبط البروتياز (الببتينات الدقيقة والهباء الجوي). تم اختبار معظم هذه المركبات لفعاليتها وآلية عملها(MOA) من خلال الدراسات المختبرية و/أو في الجسم الحي. في الآونة الأخيرة، كشفت التطورات في تقنيات زراعة هذه البكتيريا الزرقاء، والعزل، والتنقية، والتحليل الكروماتوغرافي لمركباتها عن مركبات نشطة بيولوجيًا جديدة لا يمكن التغلب عليها من هذه البكتيريا الزرقاء. توفر هذه المراجعة تحديثًا شاملاً حول المنشأ وطرق العزل والتنقية والتركيبات الكيميائية والأنشطة البيولوجية للمركبات الرئيسية من نوستوك ولينغبيا وميكروسيستيس. بالإضافة إلى ذلك، تمت مناقشة مناهج متعددة الأوميكس وإنتاج التكنولوجيا الحيوية للمركبات من أجناس بكتيرية زرقاء مختارة.

Translated Description (French)

Les cyanobactéries ne sont que des bactéries à Gram négatif ayant la capacité de photosynthèse oxygénique, appelées « Cyanophyta » ou « algues bleu-vert ».« Leur habitat est omniprésent, ce qui inclut les divers environnements, tels que le sol, l'eau, la roche et d'autres organismes (symbiose, commensalisme ou parasitisme, etc.). Ils sont caractérisés comme des producteurs importants de nombreux types de composés importants ayant des propriétés antimicrobiennes, antivirales, anti-inflammatoires et antitumorales. Parmi les divers genres de cyanobactéries, les membres appartenant aux genres Nostoc, Lyngbya et Microcystis possèdent une plus grande attention. La principale raison en est que les souches appartenant à ces genres produisent des composés ayant diverses activités/structures, y compris des composés dans des essais précliniques et/ou cliniques (cryptophycine et curacine), ou les composés conservant des activités uniques telles que l'inhibiteur de protéase (micropeptines et aéroginosines). La plupart de ces composés ont été testés pour leur efficacité et leur mécanisme d'action(MOA) par le biais d'études in vitro et/ou in vivo. Récemment, les progrès des techniques de culture de ces cyanobactéries, ainsi que l'isolement, la purification et l'analyse chromatographique de leurs composés ont révélé de nouveaux composés bioactifs insurmontables à partir de ces cyanobactéries. Cette revue fournit une mise à jour complète sur l'origine, l'isolement et les méthodes de purification, les structures chimiques et les activités biologiques des principaux composés de Nostoc, Lyngbya et Microcystis. En outre, les approches multi-omiques et la production biotechnologique de composés à partir de genres cyanobactériens sélectionnés ont été discutées.

Translated Description (Spanish)

Las cianobacterias son solo bacterias gramnegativas con capacidad de fotosíntesis oxigénica, denominadas "Cyanophyta" o "algas verdeazuladas"." Su hábitat es ubicuo, lo que incluye los diversos ambientes, como el suelo, el agua, la roca y otros organismos (simbiosis, comensalismo o parasitismo, etc.). Se caracterizan por ser productores destacados de numerosos tipos de compuestos importantes con propiedades antimicrobianas, antivirales, antiinflamatorias y antitumorales. Entre los diversos géneros de cianobacterias, los miembros pertenecientes a los géneros Nostoc, Lyngbya y Microcystis poseen una mayor atención. La razón principal de esto es que las cepas que pertenecen a estos géneros producen los compuestos con diversas actividades/estructuras, incluidos los compuestos en ensayos preclínicos y/o clínicos (criptoficina y curacina), o los compuestos que conservan actividades únicas como el inhibidor de proteasas (micropeptinas y aeruginosinas). La mayoría de estos compuestos se probaron para determinar su eficacia y mecanismo de acción(MOA) a través de estudios in vitro y/o in vivo. Recientemente, los avances en las técnicas de cultivo de estas cianobacterias y el aislamiento, purificación y análisis cromatográfico de sus compuestos han revelado nuevos compuestos bioactivos insuperables de estas cianobacterias. Esta revisión proporciona una actualización completa sobre el origen, los métodos de aislamiento y purificación, las estructuras químicas y las actividades biológicas de los principales compuestos de Nostoc, Lyngbya y Microcystis. Además, se han discutido los enfoques multiómicos y la producción biotecnológica de compuestos de géneros de cianobacterias seleccionados.

Files

pdf.pdf

Files (3.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1af3db3db9524ffecd40b2340a391fcd
3.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التطورات الأخيرة في الاستكشاف وإنتاج التكنولوجيا الحيوية للمركبات النشطة بيولوجيًا في ثلاثة أجناس بكتيرية زرقاء: نوستوك، لينجبيا، وميكروسيستيس
Translated title (French)
Progrès récents dans l'exploration et la production biotechnologique de composés bioactifs dans trois genres de cyanobactéries : Nostoc, Lyngbya et Microcystis
Translated title (Spanish)
Avances recientes en la exploración y producción biotecnológica de compuestos bioactivos en tres géneros de cianobacterias: Nostoc, Lyngbya y Microcystis

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2967440894
DOI
10.3389/fchem.2019.00604

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W10436896
  • https://openalex.org/W1735387905
  • https://openalex.org/W1880092145
  • https://openalex.org/W1929583412
  • https://openalex.org/W1966293351
  • https://openalex.org/W1966484237
  • https://openalex.org/W1968103136
  • https://openalex.org/W1970264509
  • https://openalex.org/W1971910884
  • https://openalex.org/W1973179810
  • https://openalex.org/W1973808466
  • https://openalex.org/W1977366174
  • https://openalex.org/W1978011289
  • https://openalex.org/W1978187132
  • https://openalex.org/W1983219836
  • https://openalex.org/W1983265446
  • https://openalex.org/W1983700582
  • https://openalex.org/W1986746504
  • https://openalex.org/W1988085292
  • https://openalex.org/W1995396770
  • https://openalex.org/W1996752455
  • https://openalex.org/W1999324708
  • https://openalex.org/W2000176823
  • https://openalex.org/W2001223704
  • https://openalex.org/W2001301872
  • https://openalex.org/W2002790960
  • https://openalex.org/W2003234790
  • https://openalex.org/W2006176812
  • https://openalex.org/W2008254187
  • https://openalex.org/W2012418547
  • https://openalex.org/W2015010414
  • https://openalex.org/W2015127993
  • https://openalex.org/W2017719613
  • https://openalex.org/W2018914709
  • https://openalex.org/W2019293593
  • https://openalex.org/W2023339220
  • https://openalex.org/W2024269666
  • https://openalex.org/W2026276426
  • https://openalex.org/W2026315105
  • https://openalex.org/W2026844658
  • https://openalex.org/W2028466883
  • https://openalex.org/W2032603070
  • https://openalex.org/W2033526052
  • https://openalex.org/W2033688051
  • https://openalex.org/W2037450257
  • https://openalex.org/W2041787185
  • https://openalex.org/W2042515595
  • https://openalex.org/W2043482375
  • https://openalex.org/W2043606605
  • https://openalex.org/W2044262769
  • https://openalex.org/W2044623615
  • https://openalex.org/W2044746318
  • https://openalex.org/W2049896972
  • https://openalex.org/W2050581878
  • https://openalex.org/W2050720265
  • https://openalex.org/W2052077744
  • https://openalex.org/W2052141458
  • https://openalex.org/W2056477052
  • https://openalex.org/W2056643961
  • https://openalex.org/W2057819469
  • https://openalex.org/W2058775345
  • https://openalex.org/W2059801959
  • https://openalex.org/W2060630714
  • https://openalex.org/W2060926977
  • https://openalex.org/W2061813511
  • https://openalex.org/W2064564150
  • https://openalex.org/W2065155216
  • https://openalex.org/W2066479221
  • https://openalex.org/W2068978961
  • https://openalex.org/W2075947052
  • https://openalex.org/W2076335808
  • https://openalex.org/W2079416759
  • https://openalex.org/W2082474376
  • https://openalex.org/W2083698543
  • https://openalex.org/W2084169317
  • https://openalex.org/W2086581476
  • https://openalex.org/W2087005841
  • https://openalex.org/W2088106656
  • https://openalex.org/W2090984415
  • https://openalex.org/W2091368906
  • https://openalex.org/W2102187012
  • https://openalex.org/W2115021913
  • https://openalex.org/W2124941707
  • https://openalex.org/W2150825633
  • https://openalex.org/W2156492657
  • https://openalex.org/W2157108535
  • https://openalex.org/W2162164905
  • https://openalex.org/W2169637929
  • https://openalex.org/W2177295841
  • https://openalex.org/W2256296399
  • https://openalex.org/W2272052553
  • https://openalex.org/W2288442136
  • https://openalex.org/W2296369769
  • https://openalex.org/W2312403272
  • https://openalex.org/W2320738396
  • https://openalex.org/W2326291014
  • https://openalex.org/W2342560873
  • https://openalex.org/W2364077778
  • https://openalex.org/W2406187369
  • https://openalex.org/W2417825531
  • https://openalex.org/W2529789216
  • https://openalex.org/W2560415540
  • https://openalex.org/W2588505383
  • https://openalex.org/W2592686296
  • https://openalex.org/W2593127685
  • https://openalex.org/W2602946330
  • https://openalex.org/W2605378131
  • https://openalex.org/W2609567109
  • https://openalex.org/W2610828878
  • https://openalex.org/W2621219740
  • https://openalex.org/W2732284489
  • https://openalex.org/W2737005373
  • https://openalex.org/W2761441559
  • https://openalex.org/W2762339977
  • https://openalex.org/W2770076518
  • https://openalex.org/W2773104035
  • https://openalex.org/W2774375324
  • https://openalex.org/W2775803673
  • https://openalex.org/W2792278477
  • https://openalex.org/W2794676357
  • https://openalex.org/W2794743485
  • https://openalex.org/W2805717580
  • https://openalex.org/W2806576213
  • https://openalex.org/W2811103330
  • https://openalex.org/W2899105120
  • https://openalex.org/W2904149698
  • https://openalex.org/W2908678317
  • https://openalex.org/W2912989549
  • https://openalex.org/W2950935487
  • https://openalex.org/W2951488105
  • https://openalex.org/W4256466965