KÖRNYEZET ( VÉDELM ) I BIOTECHNOLÓGIA

1. KÖRNYEZET(VÉDELM)I BIOTECHNOLÓGIA Bevezető előadás

2. biotechnológiabiológiai anyagok, folyamatok ipari szintű ki/felhasználása • környezet A bennünket körülvevő élő és élettelen világ • környezetvédelemkörnyezetünk megóvása, rendbetétele ‘RRR’ (reduce, reuse, recycle) • Környezeti biotechnológia Célja: a környezeti problémák gyors és hatékony kimutatása, megoldása biotechnológiaimódszerekkel Mivel foglalkozik: bioremediáció, hulladékkezelés, víztisztítás, környezeti monitor, nyersanyag-, termék kinyerés, bioüzemanyagok

3. A környezet és védelme • A természetes környezet fő elemei: Föld, víz, levegő, élővilág • A környezet fogalma azonban azember által mesterségesen létrehozott elemeket is tartalmazza kölcsönhatás • A civilizáció terjedésének következménye az egyensúly felborulása környezet károsodása • Számos, látványos környezeti katasztrófa kellett ahhoz, hogy az ember komolyan foglalkozzon környezete védelmével • Környezetvédelem feladata: megelőzés, megszüntetés, újrahasznosítás, fejlesztés a természet egyensúlyának visszaállítása

5. Miért van szükség a környezetvédelemre, a környezeti biotechnológiára? A baj akkor kezdődött, amikor az ember többet termelt, mint amennyire szüksége volt, és az iparosodással rohamosan romlotta helyzet Fejlődő ipar felhalmozódó hulladék veszélyes anyagok szintetikus anyagok Két fő probléma: - hogyan és hova helyezzük - hogyan távolítsuk el A Föld mikroflórájának válasza az újonnan megjelenő anyagokra:adaptáció

6. Környezeti szennyezések • Szervetlen, szerves, biológiai anyagok • Gáznemű, oldott, szilárd • Talaj, víz, légszennyezők • Gyakran „öreg” szennyezésekről beszélünk, ha régóta jelen van a környezetben pl. bezárt gyárak területén, mezőgazdasági eredetű- peszticid, herbicid maradványok, vagy megbújó, sokáig nem felfedezett esetek • Lehet „friss” szennyezés ipari, mezőgazdasági, kommunális tevékenységek során folyamatosan keletkeznek üzemi, kereskedelmi/transzfer balesetek során • Manapság egyre több esetben a keletkező hulladék újrahasznosítható (clean technology = tiszta technológia)

7. Környezeti szennyezések

8. Mikor kell foglakozni a szennyezésekkel? • Minden esetben, de • Amennyiben a természetes lebontási, átalakítási folyamat megindul, akkor csak figyelünk (monitor) • Ha nincs, vagy nagyon lassú a természetes út, akkor kell aktívan beavatkozni • Xenobiotikumok = természetidegen vegyületek • Lebontásuk általában nehézkes • Lebontásnak ellenálló vegyületek (recalcitrant) • Lehet természetes eredetű (pl. klórmetán, fluoracetát) vagy szintetikus

9. példák • Xenobiotikum vagy sem? • Klórmetán: lebontása nem ismert illetve nagyon lassú, pedig természetben kb 5x109 kg/év (talaj gombák) szintetikus úton 2x107 kg/év • Fluoracetát: a legtoxikusabb (1 g/kg emlős letális dózis) ismert szerves vegyület, mégis 34 növényi faj (pl. Gastrolobium, Oxylobium) termeli, és találtak a természetben olyan baktériumokat, melyek bontani képesek • A lebonthatóság vizsgálatához célszerű a vegyület alapszerkezetét, funkciós csoportjait megvizsgálni, és nem feltétlen azt elemezni, hogy xenobiotikum vagy sem

10. Környezeti biotechnológia • A környezet megóvására nagyon régóta használunk bio-technológiai módszereket • Több ágra osztható: • Bioremediáció • Megelőzés • Detektálás és monitorozás • Genetikai mérnökség Utóbbi években erőteljes kutatás-fejlesztés folyik a • Bioüzemanyagok előállítása • Nyersanyag kinyerése (pl. biobányászat) terén

11. Bioremediáció • Remediáció = gyógyítás • A szennyezőanyagok környezet károsítóhatásának csökkentése, vagy megszüntetése,a szennyezett talaj, vizek „meggyógyítása” • Bioremediáció • olyan technológiai eljárás, mely biológiai rendszereket használ a környezet megtisztítására a (toxikus) szennyezőanyagoktól. Általában mikroorganizmusokat és növényeket használunk e célra. Hatékonyságát számos környezeti tényező befolyásolja • Biodegradáció a szennyezőanyagok biológiai úton történő lebontása, mely környezetvédelmi szempontból a legmegfelelőbb megoldás, ez esetben nem marad vissza káros mellék-, vagy végtermék

12. Megelőzés (tiszta technológiák fejlesztése) • Modern világunkban a korszerű, környezetbarát technológiák jelennek meg az iparban • Előnye: • kisebb a környezet terhelése, kevesebb veszélyes terméket állítunk elő, kevesebb a hulladék, toxikus melléktermék, stb. • A cégeknek kármentesítésre kevesebbet kell költeni • Folyamatok fejlesztése pl. enzimek használata nem biológiai katalizátorok vagy korrozív vegyszerek helyett • Termék fejlesztés: pl. bioműanyagok bioüzemanyagok

13. Szennyezések kimutatása, monitorozása • Figyelni kell a szennyezések megjelenését,változásait. Monitorozzuk a mikrobiálisaktivitást, az ökológiai hatásokat • Számos kémiai módszer létezik • In situ monitorozásra a legmegfelelőbb megoldás bioindikátorok, biomarkerek, bioszenzorok alkalmazása • A bioindikátorok ép szervezetek, melyek természetesen előfordulnak az adott környezetben, és a populációjukban történő változás ad információt a környezetet ért szennyezés hatásáról • A biomarkerek egy szervezet fiziológiai, biokémiai, vagy molekuláris jellemvonásai, melyekre hat a szennyezés • A bioszenzorok módosított, vagy specifikus enzimek, akár teljes (esetleg genetikailag módosított) katabolikus utak, melyek a környezetben megjelenő szennyezések, toxikus anyagok korai (kvantitatív) kimutatásában játszanak fontos szerepet

14. Monitorozás • A szennyezések kimutatása mellett, a kármentesítő folyamatokban résztvevő mikróbákat is figyelemmel kell kísérnünk, valamint az ökológiai hatásokat is meg kell vizsgálnunk • Mikroorganizmusok detektálása, monitorozása: gyakran alkalmazunk laborban felszaporított mikroorg-kat (bioaugmentáció), melyek (különösen, ha genetikailag módosított) jelenlétének, aktivitásának nyomonkövetése fontos a hatékonyság megállapítása érdekében. Gyakrana mikróbák jelölésével segítik a detektálást • Ökológiai hatások vizsgálata: a bioremediációs eljárás alkalmazható-e az adott környezetben, a technológia lépései, és a keletkező intermedierek nem veszélyesek-e az ökoszisztémára, az alkalmazandó mikróba nem termel-e a növények, a környezet számára toxikus anyagokat

15. Genetikai mérnökség • A különböző szervezetek genomjának feltérképezése kapcsán olyan lehetőségek birtokába jutottunk, melyet felhasználva pl. környezeti hatásoknak ellenálló növényeket, aktívabb mikroorganizmusokat stb. tudunk létrehozni. Ennek előnye, hogy kevesebb vegyszert kell használnunk, rövidebb idő alatt megy végbe a bioremediáció…

16. Szennyezések eltávolítására megoldások • Fizikai- • Kémiai- módszerek • Biológiai- • Kombinált megoldások Miller Environmental Technologies Working For a Green Future

17. az ismert reakciók csoportosítása, hipotetikus lebontási útvonalak felállítása a funkciós csoportok alapján, egy/több mikróba kiválasztása A kísérletes munkát segíti, rövidítheti A Minnesota Egyetemen létrehozott rendkívül hasznos internetes oldal: Bioinformatika szerepe a környezeti biotechnológiában http://umbbd.ahc.umn.edu/index.html (Welcome to MetaRouter)

19. Dibenzothiophene Degradation Pathway [Compounds and Reactions] [BBD Main Menu] This pathway was started by Gulin Oz and completed by Dong Jun Oh, University of Minnesota. Dibenzothiophene (DBT) is representative of a group of sulfur-containing heterocyclic organic compounds. No organism has been shown to degrade DBT completely. Mormile and Atlas (1988) examined the degradation of 3-hydroxy-2-formylbenzothiophene and reported release of CO2 from the ring structure of DBT under aerobic conditions. This study suggests that a succession of microbial organisms is neccesary to degrade 3-hydroxy-2-formylbenzothiophene further. The exact names of the enzymes in the pathway are not cited in the literature, only the DOX operon which encodes them in its 9 open reading frames (ABDEFGHIJ). The pathway is very similar to the one of naphthalene and the corresponding names have been used for the enzymes. This pathway can be contrasted to the Dibenzothiophene Desulfurization Pathway, which retains the full fuel value of the compound while eliminating the sulfur. The following is a text-format dibenzothiophene degradation pathway map. An organism which can initiate the pathway is given, but other organisms may also carry out later steps. Follow the links for more information on compounds or reactions. This map is also available in graphic (13k) format.

21. Metarouter represents data derived, with permission, from the University of Minnesota Biocatalysis/Biodegradation Database (UM-BBD, http://umbbd.ahc.umn.edu/), obtained on May, 2002.

23. Biotechnológia(+ mikrobiológia, biokémia) alapok

24. Biokémia Biológia Kémia Bio-technológia Bio- mérnökség Kémiai mérnökség Mérnöki tudományok

25. A biotechnológia fogalma • “biotechnologie - (EREKY Károly, 1917) all lines of work by which products areproduced from raw materials with the aid of living things” - egy olyan munkafolyamat, melynek során keletkező terméket élő szervezetek segítségével állítjuk elő • 1961 után (Carl Göran Hedén nevéhez fűződve) úgy fogalmazták meg: „the industrial production of goods and services by processes using biological organisms, systems, and processes.” – biológiai szervezetek, rendszerek, folyamatok használatával történő ipari termelés • Ma: EFB (= Európai Biotechnológiai Egyesület) definiciója szerint: a biokémia, mikrobiológia és mérnöki tudományok integrált alkalmazása azért, hogy a mikroorganizmusok, állati-, növényi sejttenyészetek, vagy részeik képességét használni tudjuk az iparban, mezőgazdaságban, egészségügyben, és a környezetvédelemben OECD (= Szervezet a Gazdasági Együttműködésért és Fejlesztésért) definiciója: tudományos és mérnöki alapelvek alkalmazása az anyagok biológiai ágensekkel történő „megmunkálására” termék nyerése céljából

26. A biotechnológia 3 ága (és színe) • Piros biotechnológia = humán egészségügyi biotechnológia • Gyógyszerek, terápiás szerek biotechnológiaimegoldásokkal történő előállítása pl. inzulin,interferon, védőoltások • Fehér biotechnológia = ipari biotechnológia • Termékek előállítása biotechnológiaimódszerekkel pl. bioműanyagok, bioetanol,szerves savak, mosóporokba enzimek • Zöld biotechnológia = növényi biotechnológia • A környezeti faktorokkal szemben ellenállóbbnövények létrehozása biotechnológiaimódszerek segítségével Bioműanyag lökhárító

27. A biotechnológia biológiai rendszereket használó technológia • Bármely biológiai rendszer alapegysége a sejt • Vad típusú vagy genetikailagmódosított sejteket illetve a sejtalkotók valamelyikét alkalmazzuk céljainktólfüggően

28. Mikroorganizmusokés kimutatásuk • algák, baktériumok, gombák, protozoák • Fajok csoportosítása, sejtfelépítés, metabolikus folyamatok, enzimek mikrobiológia, biokémia • Egyesek szabadon élnek, mások biofilmet képeznek, vagy kevert közösség tagjai. • Előfordulnak a természetes környezetünkben a felszíni, felszín alatti vizekben, talajban, növényeken és a rizoszférában, sőt bennünk, emberekben is, pl. a béltraktus nélkülözhetetlen segítői. • A környezetvédelem szempontjából nagyon fontos, hogy a mikroorganizmusok jelenlétét, a konzorciumok összetételét, változását nyomon tudjuk követni.

29. Prokarióta sejtköpeny A sejteket védő takaró a mikroorganizmusok szempontjából rendkívül fontos, különösen biotech-nológiai folyamatokban, bioremediációs eljárásokban LPS (lipopoliszaharid)

30. Gram festődés Gram pozitív baktérium Gram negatív baktérium Eschericia coli Bacillus cereus

31. Bacillus megaterium PHA inclusion-body kapcsolt fehérjéje = PhaP (zöld gyűrűk). Inclusion bodies • a sejtek anyagtárolására szolgáló képződmények, főleg tartalék tápanyag raktározására szolgálnak, • PHA = polihidroxi alkánsavakpl. polihidroxi-butirát (akkumulálódhat aerob, anaerob, heterotróf, autotróf baktériumok-ban is) • Egyéb: protein, glikogén granu-lumok, polifoszfát granulumok, … • Ipari-, bioremediációs jelentőség A fehér granulumok az ‘inclusion body’-k (zárványtestek)a sejtekben

32. metabolizmus • Alapvető fontosságú a sejtek metabolizmusának ismerete, ha sikeresen akarjuk használni biotechnológiai célokra • Mi a metabolizmus: reakciók sorozata, mely során a sejtek energiát nyernek, és alapanyagokból felépítik sejtépítő elemeiket • Az energia metabolizmus anabolikus és katabolikus reakciókkal kapcsolt • Energianyerés szempontjából két osztály: fototrófok- energiájukat közvetlenül a napsugárzásból nyerik, kemotrófok redox reakciók segítségével nyernek energiát, melynek forrásai szerves anyagok • A sejtekben a kémiai reakciók nem spontán következnek be, hanem enzimek (katalizátorok) segítségével

33. membrántranszport • Egy-két kivételtől eltekintve (oxigén,széndioxid, víz, ammónium) a molekulák specifikus transzport segítségével jutnak be a sejtekbe, ebben a membrán proteinek fontos szerepet játszanak • A makromolekulák transzportja történhet exo-, endocitózissal

34. Sejtek számának meghatározása • A biotechnológiai eljárásokban fontos, hogy ismerjük az aktív/élő sejtek számát, melyek résztvesznek a biotechnológiai folyamatokban • Sejtek számát meghatározhatjuk közvetlen mikroszkópikus számolással (össz-sejtszám, élő és holt együtt) vagy lemezelés módszerrel, mely során csak az élő, telepet képző sejteket detektáljuk, illetve az un. MPN (most probably number), mely a legvalószínűbb élő sejtszámot adja. De meghatározhatjuk a sejtek száraz súlyát, turbiditását (ált. 600 nm), esetleg összfehérje meghatározással. Buerker számláló

35. CFU = colony forming unit Telepképző sejtszám

36. Downstream processing: a kívánt termék tisztítása, kiszerelése Nyersanyag Nyersanyag előkészítés Fermentáció, biotranszformáció termék kinyerés, kiszerelés Termék Ipari biotechnológia kulcslépései • Upstream processing: a nyersanyag előkészítése a fermentációra, vagy transzformációra • Fermentáció,transzformá-ció: bioreaktorokban sejtszaporítás, antibiotikum, fehérje, stb. előállítás

37. Az ipari biotechnológiai eljárásokban leggyakrabban használt mikroorganizmus csoportok • Pseudomonas • Sphingomonas • Bacillus • Rhodococcus • Clostridium • Streptomyces • Methanotrófok • Methanogének

38. Pseudomonas fajok jellemzése, jelentősége • Proteobacteria – törzs • Gammaproteobacteria - osztály • Pseudomonadales – rend • Pseudomonadaceae – család • Pseudomonas – nemzettség • - A talajmikroorganizmusok legdominánsabb csoportja, többségük képes több xenobiotikus anyagot bontani (> 100 kül. szerves vegyületre) • Gram negatív, aerob pálcák, főleg a mezofil körülményeket kedvelik • - ált. a molekuláris oxigént használják, de néhány fajképes végső e- akceptorként a nitrát oxigénjét használni • - Kemoorganotrófok(energianyerés szerves anyagokból) • Flagellum, főleg poláris • Pigment, két csoport: fluorescens ill. nem fluorescens • Felületaktív anyagokat = rhamnolipidekettermelnek • fitohormonok – siderophore pl. pyoverdine (vas felvételben fontos szerep) • oxigenázok ill. hidrolitikus enzimek, pl.proteázok, lipázok

39. Biotechnológiai jelentőségük • Plazmidok – számos fenotipikus tulajdonságért felelősek pl. rezisztencia, degradatív enzimeket kódológének • PHA akkumuláció (tartalék tápanyagként) a nem fluorescens pseudomonasokban - biopolimerek előállításában fontos szerep (biodegradálható műanyagok) • Bioremediáció, biodegradáció – xenobiotikumok bontása: aromás-, halogén tart. vegyületek, műanyagok, oldószerek… szerepük jelentős, részben, mert szaporításuk ált. egyszerű,nem finnyásaklebontásban oxigenázoknak kulcsszerep, ill. zsír- (lipázok, észterázok), cukorbontó (a-amiláz) enzimek • Felületaktív anyagaikkal a hidrofób jellegű vegyületek hozzáférését segítik elő (szénhidrogének, halogén tartalmú vegyületek) • Sejtfal felépítésben több faj esetén alginátot találunk – védő funkció

40. Plazmidok - Kettős szálú cirkuláris DNS molekulák, nem eszenciálisak - Önálló replikáció, de a gazdaszervet fehérjéire, enzimeire szüksége van - 1-200 kb (legkisebb 874 bp - hipertermofil mikroorganizmusból), léteznek megaplazmidok (500- kb) - Lineáris plazmidok is léteznek, pl. Streptomycesekben - Alacsony v. magas kopiaszám - Biodegradációs utak enzimeit kódoló gének kromoszómán plazmidon - Ismertebb „katabolikus plazmidok” pseudomonasokban: TOL (pWWO), NAH, SAL, CAM, …

41. Mezőgazdasági jelentőségük • Növény-talaj-mikroorganizmus kapcsolat (rhizoszféra) • Növények számára előnyös a pseudomonasok jelenléte, ezért, mint biokontroll ágens használják is a mezőgazdaságban (főleg a P.fluorescens-t), általuk kiválthatók lehetnek bizonyos gyom-, rovarírtó szerek • Egyes fajok képesek többféle másodlagos metabolitot termelni, pl. HCN, 2,4-diacetil-floroglucinol, indol-3-ecetsav, stb, melyek a növényeket támadó patogének ellen hatásosak • Siderophore-ok termelése, a vas-felvételben fontos szerep • pioverdinek – vízoldékony fluorescens, sárgászöld pigmentek, kiváló vas-komplexálók • ferrioxamin – hidroxamát típusú, a P. stutzeri termeli

42. Jellemző képviselők • P. fluorescens, P. putida, P. stutzeri, P. cepacia • P. aeruginosa, P. mallei – ember-, állatpatogén • P. syringae – növénypatogén • P. putida és P. aeruginosa teljes genom szekvenciája ismert, ezeknek a fajoknak a bioremediációban vezető szerep jutott

43. Sötétben világít a sertéssültem! - újságolta ijedten egy ausztrál férfi egy sydneyi rádióban, és mivel közlése meglehetősen széles körű riadalmat váltott ki, az élelmiszerbiztonsági hatóságok szükségesnek találták, hogy nyugtatólag hozzászóljanak a furcsa felfedezéshez.

44. A Sphingomonasok • Proteobacteria – törzs • Alphaproteobacteria - osztály • Sphingomonadales – rend • Sphingomonadaceae – család • Sphingomonas – nemzettség • Gram negatív, aerob pálcák, szinte mindenhol megtalálhatók • Kemoorganotrófok, rendkívüli metabolikus képesség • Flagellum, egy poláris • Pigment – nem fluorescens, karotinoid pigment = nostoxantin, jellegzetes sárga színt ad a sejteknek (egy-két faj kivétel) • Egyedi membrán struktúra – glikoszfingolipideket tart., de a G-negatív fajokra jellemző lipopoliszaharidokat (LPS) nem. A sejtfelszín így savas karakterű, mely tul. az eukariótákra jell. Ez a tulajdonságuk fajmeghatározó bélyeg is • poláris lipid profil – az egyes fajokra nagyon jellemző, ami az azonosításban nagy segítség • zsírsav profil szintén jellegzetes • exopoliszacharid (sejtfelszínen) : gellán – ipari jelentőség

45. Biotechnológiai jelentőségük • Biodegradáció: • xenobiotikumok bontása pl. aromás-, szulfonált-, halogén tart. vegyületek, furánok, dibenzodioxin • Legtöbbször oxigenolitikus reakciók oxigenázok • Ipari biotechnológia: • Gellán, exopoliszaharid, melyet elsősorban az élelmiszeripar hasznosít (sűrítő, emulgeáló szerként). Viszkózus, és rendkívül stabil (pH=2-10 tart.). A Sphingomonas elodea termeli,vízbenoldható,az agar-agarhelyett mikrobiológiai munkákhoz is alkalmazzák • alginát liáz (alginát polimer bontása) citoplazmatikus, endolitikus enzim.Az élelmiszer-, textiliparban használt alginát kémiai szerkezetének megismeréséhez, fizikai tulajdonságainak felderítéséhez használják, valamint egészségügyben az alginátot tartalmazó patogének ellen, azok vizsgálatához • Jellemző képviselők:S. paucimobilis, S. capsulata, S. elodea, S. subarctica, S. diminuta, S. adhesiva

46. B. licheniformis Bacillus-ok • Firmicutes – törzs • Bacilli - osztály • Bacillales - rend • Bacillaceae – család • Bacillus – nemzettség • Gram- pozitív, aerob (fakultatív anaerob) pálcák néhány faj képes a NO3--ot, mint végső e- akceptort haszn. • Kemoorganotrófok, mezo-, termofilek, alkalofilek (pH > 8,0) • Elterjedtek a környezetben • hőstabil endospóra • Extracelluláris enzimek: proteázok, lipázok, amilázok • Toxinokat termelnek • baktériumok ellen – polymyxin B (B. polymyxa) pseudomonasok ellen • gombák ellen – gramicidin S (Brevibacillus brevis) • növények ellen – peptid tipusú toxin (B. cereus) • rovarok ellen – d-endotoxin, szúnyoglárvák fejlődését gátolja (B. thuringiensis) • ember, állat ellen – antrax (B. anthracis)

47. endospóra Sporuláció • Un. kitartóképlet (túlélési stratégia) • Külső tényezők • Spóra fala spec. dipikolinát tart. • Az endospóra a baktérium sejtben lehet: • -terminális • -szubterminális • -centrális • helyzetű B. subtilis endospóra képzése

48. Ipari, mezőgazdasági, biotechnológiai jelentőségük • Ipar • Mosószer ipar: subtilisin (alkalikus proteáz, B. subtilis termeli), nagyon stabil magas hőmérsékeleten, lúgos körülmények között • Hús-, és baromfifeldolgozó iparban keratináz (B. licheniformis) – a keletkező keratin tartalmú szőr ill. toll hulladék feldolgozása/elbontása • Élelmiszeriparban, szesziparban a-amiláz ( több faj is termeli, pl. B. subtilis, B. licheniformis, B. amyloliquefaciens) – keményítő bontása • gyógyszeripar, környezetvédelem – glükanotranszferáz (B. macerans) a keményítőből ciklodextrint képes előállítani, mely stabilizáló, csomagoló anyagként haszn. • Bacillus clausii különböző vitaminok, különösen a B-vitamin csoport termelésére képes. A készítmény alkalmazásával antitoxikus hatás érhető el. • Mezőgazdaság • Elsősorban a B. megaterium-ot haszn., szervesanyagok lebontására, átalakítására: a növények számára felvehető formára hozzák azokat mono-, oligomerekre hasítják • Bioremediáció • felületaktív anyagok hidrofób jellegű vegyületek bontása

49. Ismertebb képviselői: • B. megaterium, B. licheniformis, B. subtilis, B. clausii,B. stearothermophilus • Rovarpatogén: B.thuringiensis • Növénypatogén: B. cereus • Ember, állatpatogén: B. anthracis Érdekességként megemlítjük, hogy bizonyos anyagok több funkcióval bírnak, pl. subtilisin, enzim és felületaktív anyagként is viselkedik. Több felületaktív anyag toxikus vegyületként hat más szervezetekre

50. Streptomyces-ek • Actinobacteria – törzs • Actinobacteria - osztály • Actinomycetales - rend • Streptomycetaceae – család • Streptomyces – nemzettség • Gram-pozitív, aerob, kemoorganotróf baktériumok • Gombaszerű hifákat képeznek, spóráznak (de ez nem endospóra!!!!) • Extracelluláris enzimek, főleg proteolitikus és szénhidrát bontó enzimek • Antibiotikus-, gomba ellenes-, bioaktív anyagok • - eddig mintegy 10 000 féle antibiotikus tulajdonsággal bíró vegyületet írtak le, melyeket e fajok termelnek, pl. streptomycin, erythromycin, neomycin, puromycin, oxytetracycline, chloramphenicol… • antifungális anyagok, pl. nistatin, amphotericin • rákellenes anyagok, pl. migrastatin • Bioremediáció: fehérje, szénhidrát, szénhidrogén bontás • Képviselők: S. fradiae, S. griseus, S.albidoflavus, S. pactum, S. coelicolor, S. erythreus