Propionispira raffinosivorans - Википедия - Propionispira raffinosivorans

Propionispira raffinosivorans
Научная классификация
Домен:
Тип:
Учебный класс:
Заказ:
Семья:
Род:
Разновидность:
P. raffinosivorans
Биномиальное имя
Propionispira raffinosivorans
Ueki et al. 2014 г.

Propionispira raffinosivorans подвижный, облигатный анаэробный, грамотрицательный бактерии.[1][2] Это было изначально изолированные из испорченного пиво и считается, что они имеют причинный эффект в пиво порча.[1][3] С тех пор это было таксономически реклассифицированный и доказали свою роль в анаэробной пиво порча из-за образования кислот, таких как уксусный и пропионовая кислота, в течение ферментация[1][3][4][5][6]

Выделение и первоначальная классификация как Zymophilus

Propionispira rafinnosivorans был впервые выделен как Zymophilus raffinosivorans в январе 1990 года Schleifer et al., испорченное пиво и дрожжи были исследованы для характеристики загадочных видов бактерий и их экологический значение в порче пива.[1] После сбора микробы инокулировали в модифицированную среду, которая состояла из пептона, дрожжевого экстракта, мясного экстракта и т. глюкоза, NaCl, гидратированный MgSO4, MnSO4, решение KH2PO4, цистеин гидрохлорид, и Ресазурин.[1] Было обнаружено и зарегистрировано 47 отдельных штаммов анаэробных грамотрицательных бактерий.[1] Новый род, Zymophilus, был идентифицирован и разделен на два разных вида, Zymophilus paucivorans и Zymophilus raffinosivorans, Zymophilus rafinosivorans изначально был определен как типовой вид.[1][5]

Реклассификация и используемые методы

Совсем недавно Ueki et al. 2014 переоценка вида Z. рафиноядные и Propionispira arboris, сравнивая их с новым штаммом Negativicutes, WK011Т, а также исходный типовой вид, Zymophilus paucivorans.[2] Штамм WK011Т был выделен из остатков рисовой соломы, переваренной коровами и расщепленной в метаногенном реакторе, который является биореактор раньше ломался органические отходы в метан.[2][7] Метод анаэробной рулонной трубки использовался отдельно от анаэробные бактерии путем посева их в пробирки с аноксигенированным агаром.[2][8] Средой в пробирках были пептонные дрожжи. Агар содержащий триптиказу, дрожжевой экстракт, Na2CO3, L-цистеина гидрохлорид дигидрат и натрий ресазурин.[2] Штамм WK011Т было тогда последовательный и обнаружено, что 95% геном сходство с обоими Z. рафиноядные и Propionispira arboris.[2] На основании этих данных оба вида были объединены в виды Propionispira raffinosivorans расческа ноя.[2] Другой представитель этого рода, Zymophilus paucivorans, был включен в род Пропиониспира в качестве Propionispira paucivorans расческа ноя.[2] Следующие типовые штаммы или бактериальные штаммы, которые иллюстрируют характеристики, определяющие род и вид, были идентифицированы в Propionispira raffinosivorans: OW8, OW9, 0W10 / 1 и OWQ10 / 2.[1][2] Штамм WK011Т был предложен как новый вид рода Propionispira, Propionispira arcuata sp. ноя [2]

Этиология рода и название вида

Название рода, Пропиониспира, может быть разделен на две части: Propioni-, происходящее от латинского слова Propionicum, означающее, образовавшее пропионовую кислоту, и spira, происходящее от латинского слова -spira, что означает спираль.[6] Raffinos - происходит от латинского слова Raffinosum, что означает рафиноза и -vorans происходит от латинского слова vorare, означающего есть или пожирать.[9] Полное название этого организма указывает на его спиралевидный морфология и способность использовать рафинозу в качестве источника углерода для производства пропионовой кислоты.[6][9]

Близкородственные виды

Ближайшие родственники Selenomonas lactifex, Pectinatus frisingensis, Propionispira arboris, Pectinatus cerevisiiphilus, Propionispira arcuata sp. ноя, и Propionispira paucivorans гребешок. ноя, которые можно найти в классе Negativicutes.[1][5][2][9] Эта связь основана на геномном сходстве, а также на способности этих организмов окрашивать грамотрицательные, даже если они обнаружены в Грамположительный тип Фирмикуты.[1] Основная отличительная характеристика, которая отличает Propionispira sp. От других Negativicutes, наличие сшитого диамин, мезо -диаминопимелиновая кислота, который ковалентно связанный к α -карбоксильная группа из D-конфигурация глютаминовая кислота в пептидогликан клеточные стенки.[1][2][9] Этот Ковалентная связь вызывает а -карбоксильная группа из глютаминовая кислота быть замененным на кадаверин, что является индикатором Propionispira sp., Наличие липополисахарид в внешняя мембрана, особенно липид F, свидетельствует о Propionispira sp. также.[1][2]

Морфология

Propionispira raffinosivorans является подвижным, не образующим спор, грамотрицательным бактерия.[1][2] Хотя, повторил субкультивирование может вызвать потерю моторики в этом организме.[1] Его ячейка представляет собой изогнутый спиральный стержень, который можно найти по отдельности, в паре или в группах.[2][9] Размер ячейки может составлять от 1,0 до 2,3. мкм и шириной 0,3–0,5 мкм.[2] При нанесении на MRS агар, или Де Ман; Рогоза; и Шарп агар, P. paucivorans производит гладкие и круглые колонии, которые содержат желтый оттенок и варьируются от 1-2мм в диаметре.[9][10]

Обмен веществ и физиология

P. raffinosivorans классифицируется как облигатный анаэробный хемоорганотроф, но его специфическая акцепторы электронов и доноры остались неуловимыми.[9] P. raffinosivorans может бродить глюкоза, целлобиоза, мальтоза, фруктоза, маннитол, манноза, рибоза, сахароза, и арабиноза производить кислоту.[1][6][9] Производит пропионовую кислоту, углекислый газ, и уксусная кислота как продукты его ферментативного метаболический путь.[6] При брожении не выделяет кислоты. амигдалин, гликоген, эритритол, дульцитол, инозитол, инулин, крахмал, мелезитоза, мелибиоза, трегалоза, рафиноза и ксилоза.[9] База данных KEGG показывает, что P. raffinosivorans имеет гены, кодирующие окислительного фосфорилирования, гликолиз, фотосинтез, азотфиксация, и фиксация углерода, что позволяет использовать различные субстраты для получения энергии.[11][12][13][14][15] P. raffinosivorans имеет оптимальную температуру роста 30 ° C.° C и способен выдерживать концентрации этиловый спирт около или ниже 5%.[3] Кроме того, он может расти при уровне pH не ниже 4,3.[3] В экологический значение этого организма было исследовано только в контексте порчи пива, и его появление было отмечено в биореактор содержащие коровьи фекалии, дрожжи и анаэробную упаковку для пива.[1][2][3][5]

Геном

Геном P. raffinosivorans DSM 20765 - единственный штамм этого вида, полностью секвенированный с использованием Технология Illumina HiSeq 2000 посредством DOE с Объединенный институт генома 24 апреля 2013 г., что позволяет количественная оценка длины генома 4,13 Мегабп.[16] В Полное геномное секвенирование с дробовиком метод помог в идентификация последовательности, разработанный Staden et al. 1979 г., в котором ДНК фрагментировалась случайным образом и усиленный для создания перекрытия между короткими последовательностями ДНК, которые затем использовались в первичная сборка.[17][18] Сборка первичного генома, известная как сборка на уровне каркаса, предоставила приблизительную карту ориентации и местоположения последовательности ДНК, но все еще является неполной с общим разрывом в 2843 п.н. в ДНК, которая еще не была правильно вставлена ​​и ориентирована для хромосомный реконструкция.[18] Попытка сборки генома была предпринята с помощью программы для Windows Velvet 1.1.04, созданной Zerbino et al. 2008, совместно с программой ALLPATHS v. R37654, обеспечивающей точную реконструкцию 99,9994% чернового генома.[18][19] Геном G-C содержание было идентифицировано как 38,1%, и было показано, что собранный геном кодирует 3772 белка, с 30S рибосомальный белок S2 используется в качестве неизбыточного эталона белка для таксономического размещения.[1][20][21]

Экология

Ареал обитания P. raffinosivorans пока неизвестен, но прогнозируется, что он будет довольно широко распространен на пивоварнях с определением видов в Германии, Чехии, Скандинавии и Японии.[1][2][3][22] Обе P. raffinosivorans и P. paucivorans Известно, что среда обитания штаммов связана исключительно с пивоварнями.[3] Штаммы P. raffinosivorans были обнаружены из источников, связанных с пивоварением, включая дрожжи, испорченное пиво и отходы пивоварения.[1][2][3] 10 штаммов были идентифицированы в питательных дрожжах и 4 штамма в отходах пивоварения Schleifer et al. в 1990 году с использованием 16SrRNA секвенирование через обратная транскриптаза, а Синтезатор ДНК Biosearch Cyclone разрабатывать грунтовки дополнительный к консервативные последовательности 16SrRNA, и терминальная трансфераза.[1] Гибридизация ДНК, через консервативные последовательности, нацеленные на ДНК-зонды, затем был использован в сочетании с секвенированием 16SrRNA для определения эволюционных расстояний между 47 организмами, выделенными из одних и тех же источников, и для создания неукорененное филогенетическое дерево.[1]

Было показано, что хмель имеет противомикробный эффекты, из-за Изо-альфа кислоты, против грамположительный организмов, которым противостоят псевдограммоположительный организмы, подобные тем, что в классе Negativicutes, Такие как P. raffinosivorans.[22][23][24] Эффекты хмель и производство кислот P. raffinosivorans, а также увеличение этиловый спирт концентрации из-за ферментация дрожжами, способствуют снижению конкуренции за счет привередливый виды бактерий в летучей среде упакованного пива.[3][24][23] Эти же кислоты, производимые P. raffinosivorans, которые уменьшают pH расфасованного пива и лимита конкуренция, также вызывают неприятный запах и порча пива.[3][22][23][24]

Важность

Propionispira raffinosivorans считается потенциальным спойлером пиво поскольку он был впервые изолирован, но только в 2008 году доказательства этой теории были очевидны.[1][3] Развитие методы розлива пива, направленный на уменьшение кислород Было показано, что содержание пива для предотвращения порчи коррелирует с увеличением облигатного анаэробного бактериального заражения.[3] Эта технология была специально нацелена на снижение Lactobacillus sp., на которые приходится почти 70% порчи пива, но имели непредвиденные последствия, поскольку увеличивали распространенность анаэробных бактерий порчи в пиве.[3] P. raffinosivorans производит уксусную кислоту как один из основных побочных продуктов ферментации, которая может в определенной степени усилить вкус пива, но при более высоких скоростях быстро вызовет враждебные эффекты. концентрации.[6][24] Это показывает, что P. raffinosivorans может производить достаточно кислоты, чтобы испортить пиво, хотя мало ферментируемых сахара доступны в упаковке пиво, что вызвало интерес к дальнейшему изучению его метаболических путей.[3][4] По этим причинам пивоваренная промышленность проявил повышенный интерес к факторам, предотвращающим рост организмов, вызывающих порчу пива, для увеличения срок годности своей продукции и минимизировать финансовые потери.[4][3]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v Шлейфер, К. Х., Лойтериц, М., Вайс, Н., Людвиг, В., Кирххоф, Г., и Зайдель-Рюфер, Х. (1990). «Таксономическое исследование анаэробных, грамотрицательных, палочковидных бактерий с пивоварен: исправленное описание Pectinatus cerevisiiphilus и описание Pectinatus frisingensis sp. nov., Selenomonas lacticifex sp. nov., Zymophilus raffinosivorans gen. nov., sp. nov. и Zymophilus paucivorans sp. ноя » Международный журнал систематической бактериологии, 40(1), 19–27.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s Уэки А, Ватанабэ М, Отаки Й, Каку Н, Уэки К. (2014). "Описание Propionispira arcuata sp. nov., выделенного из метаногенного реактора из отходов КРС, реклассификация Zymophilus raffinosivorans и Zymophilus paucivorans в качестве Пропиониспира рафиноядные гребень. ноя и Propionispira paucivorans гребень. ноя и исправленное описание рода Пропиониспира ». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии 64 (10): 3571-3577 DOI: 10.1099 / ijs.0.063875-0
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о Матулкова, Дагмар. (2008). Строго анаэробные бактерии в пиве и на пивоварнях. Квасный Прумысл. 54. 338-343. 10.18832 / kp2008019.
  4. ^ а б c Ювонен Р. «Megasphaera Paucivorans Sp. Ноябрь, Megasphaera Sueciensis Sp. Ноябрь и Pectinatus Haikarae Sp. Ноябрь, выделено из образцов пивоварни и исправленное описание рода Pectinatus ». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии, вып. 56, нет. 4, 2006, стр. 695–702., DOI: 10.1099 / ijs.0.63699-0.
  5. ^ а б c d Шлейфер, Карл-Хайнц (2015). «Зимофилус». Руководство Берджи по систематике архей и бактерий. Американское онкологическое общество. С. 1–5. Дои:10.1002 / 9781118960608.gbm00711. ISBN  9781118960608.
  6. ^ а б c d е ж Шинк, Бернхард. Руководство Берджи по систематике архей и бактерий. Американское онкологическое общество. С. 1–4.
  7. ^ Апплс, Лиза; и другие. (2008). «Принципы и потенциал анаэробного сбраживания активного ила отходов» Прогресс в области энергетики и науки о горении. 34 (6): 755 -781. DOI: 10.1016 / j.pecs.2008.06.002
  8. ^ Лилиан В. Холдеман, У. Э. С. Мур; Методы Roll-tube для анаэробных бактерий, Американский журнал клинического питания, Том 25, выпуск 12, 1 декабря 1972 г., страницы 1314–1317
  9. ^ а б c d е ж грамм час я Вос, Пол и др. Руководство Берджи по систематической бактериологии. Vol. 3, Springer Science & Business Media, 2011. Интернет.
  10. ^ EMD Chemicals, MRS Agar. Архивировано 30 апреля 2009 г. в Wayback Machine., 2002.
  11. ^ "IMG". img.jgi.doe.gov. Получено 2018-04-24.
  12. ^ "IMG". img.jgi.doe.gov. Получено 2018-04-24.
  13. ^ "IMG". img.jgi.doe.gov. Получено 2018-04-24.
  14. ^ "IMG". img.jgi.doe.gov. Получено 2018-04-24.
  15. ^ "IMG". img.jgi.doe.gov. Получено 2018-04-24.
  16. ^ "Propionispira raffinosivorans (ID 15612) - Геном - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov. Получено 2018-04-22.
  17. ^ Staden, R (1979). «Стратегия секвенирования ДНК с использованием компьютерных программ». Исследования нуклеиновых кислот. 6 (70): 2601–10.
  18. ^ а б c «ASM38106v1 - Геном - Сборка - NCBI». www.ncbi.nlm.nih.gov. Проверено 8 апреля 2018. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCF_000381065.1/#/st
  19. ^ D.R. Зербино и Э. Бирней. 2008. Velvet: алгоритмы сборки короткого чтения de novo с использованием графов де Брейна. Геномное исследование 18: 821-829
  20. ^ «Propionispira raffinosivorans DSM 20765 (ID 15612) - Геном - NCBI». www.ncbi.nlm.nih.gov. Проверено 8 апреля 2018. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/15612?genome_assembly_id=176466
  21. ^ «30S рибосомный белок S2 [Propionispira raffinosivorans] - Белок - NCBI». www.ncbi.nlm.nih.gov. Проверено 8 апреля 2018. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein?cmd=Retrieve&dopt=GenPept&RID=&log%24=prottop&blast_rank=2810&list_uids=51838295
  22. ^ а б c Сакамото, Канта; Н. Конингс, Вил (2004-01-01). Бактерии порчи пива и устойчивость к хмелю. 89.
  23. ^ а б c Дени Де Кёкелейре. «Основы химии пива и хмеля». Química Nova. 23 (1): 108–112. Дои: 10.1590 / S0100-40422000000100019. ISSN 0100-4042.
  24. ^ а б c d Вонтробова, Ева и КОПЕККА, Яна и Роткова, Габриэла и Матулкова, Дагмар. (2017). Факторы, влияющие на производство сенсорно-активных веществ пивными и винными дрожжами. Квасный Прумысл. 63. 173–189. 10.18832 / kp201720.

дальнейшее чтение

"Как создаются сборки генома и что такое уровни сборки? ". support.ncbi.nlm.nih.gov. Проверено 10 апреля 2018.