Thermotoga neapolitana - Thermotoga neapolitana
| Thermotoga neapolitana | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| Тип: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Разновидность: | T. neapolitana |
| Биномиальное имя | |
| Thermotoga neapolitana Хубер и другие., 1986 | |
Thermotoga neapolitana - гипертермофильный организм, входящий в отряд Thermotogales.[1]
Открытие
Thermotoga neapolitana был обнаружен в 1985 году в Лукрино, Италия в горячие источники среда - Шимшон Белкин, Карл. O Wirsen и Holger W. Jannasch из Калифорнийского университета в Беркли.[2]
Среда обитания и условия окружающей среды
Thermotoga neapolitana Считается теплолюбивый с допустимым температурным диапазоном 50–95 ° C. Оптимальной температурой оказалась 77 ° C, что делает ее почти гипертермофильный.[2] Есть также свидетельства того, что его можно было найти в соленой среде из-за его способности процветать в умеренно галофильный среды.[3]
Физические свойства
Thermotoga neapolitana стержневидный, Грамотрицательный бактерия.[4] Его можно отличить по толстой периплазматической клеточной стенке.[2] Как правило, они составляют 0,2–5 мкм, но могут достигать размеров до 100 мкм. Он не спорулирует - это наряду с палочковидной формой и грамотрицательными чертами характерно для отряда Thermotogales.[2]
Термофильные адаптации
Используя гуаровая камедь среда на основе β-маннаназы, β-маннозидаза, α-галактозидаза были очищены. Эти галактоманнаны связаны с тем, что организм может выдерживать суровые условия окружающей среды (за счет стабилизации мембраны), например, высокие температуры. Эти ферменты помогают обеспечить простой сахариды к организму. Полимеры, подобные тем, которые деградировали T. neopolitana часто используются растениями в качестве запасающих полимеров. Это может свидетельствовать о том, что геотермальная среда, в которой обитает этот организм, изменилась и биоразнообразилась, а также метаболизм этого организма. гипертермофил.[5]
Рост и метаболическая активность
Thermotoga neapolitana строго гетеротрофный для его метаболических потребностей.[2] Он также может факультативно уменьшить элементарный сера к сероводород.[2] В экспериментах по выращиванию было обнаружено быстрое размножение с глюкоза и дрожжи аннотация. После 24 часов роста самые длинные стержни делятся на два стержня, скорее всего, в ответ на снижение уровня доступности глюкозы.[2] Глюкоза, сахароза, лактоза, и питательные вещества крахмала поддерживают рост, когда используются в качестве единственного источника энергии. Низкий уровень роста наблюдался при воздействии только пептон или же триптон. Thermotoga neapolitana не может метаболизировать ацетат, лактат, форматировать, пируват, пропионат, маннитол, этиловый спирт, метанол, глицерин, глутамат, или же глицин.[2] Хлорамфеникол, ванкомицин, стрептомицин было обнаружено, что все они полностью подавляют рост, хотя они были устойчивы к рифампицин.[2] Рост находится в пределах 0,25-6%. NaCl исключительно, без выживания за пределами этого предела.[3] Первоначально считалось, что это строго анаэробный, но может выжить и под микроаэрофильный среды.[6]
Использование серы
Thermotoga neapolitana может факультативно уменьшить элементарная сера к сероводород. Это позволяет повысить репродуктивную способность организма - до четырех раз при наличии элементарной серы. Этот процесс требует наличия пригодного для использования углерод источник. Серная кислота и тиосульфат не может использоваться для сокращения. Присутствие сульфида подавляет рост организма. В концентрации 10 мМ сульфид подавляет рост до 95%.[2]
Производство водорода
Thermotoga neapolitana перспективна как полезная бактерия благодаря своему водород производство. Он способен производить более 25–30% кислород в пространстве, которое он занимает при тестировании. Другой примечательный газ, который он производит, это углекислый газ на уровне 12–15% от общего свободного пространства.[4] Несмотря на разные уровни производства водорода при различных условиях, отношение газообразного водорода к диоксиду углерода составляет примерно 2: 1.[6] Производимый водород считается чрезвычайно чистым с монооксид углерода уровень в свободном пространстве менее 50 частей на миллион.[6] Это может быть многообещающим с точки зрения биоинженерии, поскольку газообразный водород обычно рассматривается как возможная альтернатива ископаемое топливо сжигание для потребления энергии.[6] Первоначально считавшаяся строго анаэробной, Thermotoga neapolitana более эффективна в своем катаболические пути, особенно его производство водорода, когда имеется низкий уровень доступного кислорода (немного выше 10% общего состава) по сравнению с аноксический среды.[4]
Геномные свойства
Thermotoga neapolitana демонстрирует Основа ДНК состав 41,3% Гуанин + Цитозин (и, следовательно, 58,7% Аденин + Тимин ).[2]Используя гибридизацию ДНК-ДНК, было обнаружено, что T. neapolitana на 74% гомологичен Thermotoga thermarum.[3] T. neapolitana также близка к Thermotoga maritima, который также был обнаружен в геотермальной среде.[3]В ino1 ген присутствует у T. neapolitana. Наиболее эукариоты обладают этим геном, и иногда он экспрессируется с образованием редкого осмолита димийо-инозитол-1,1'-фосфата (DIP). Это связано с гипертермическими тенденциями, потому что оно защищает организм от высоких температур и солености. Осмолит может связывать T. neapolitana, а также другие представители Thermotoga архейцам и Aquificales, единственные другие группы, в которых он встречается.[7]
Рекомендации
- ^ Jannasch, Holger W .; Хубер, Роберт; Белкин, Шимшон; Стеттер, Карл О. (1988). «Thermotoga neapolitana sp. Nov. Из чрезвычайно теплолюбивого рода эубактерий Thermotoga». Архив микробиологии. 150 (1): 103–104. Дои:10.1007 / BF00409725. ISSN 0302-8933. S2CID 22417048.
- ^ а б c d е ж грамм час я j k Белкин, Шимшон (1986). «Новый восстанавливающий серу, чрезвычайно термофильный эубактерий из подводного термостата». Прикладная и экологическая микробиология. 51 (6): 1180–85. Дои:10.1128 / AEM.51.6.1180-1185.1986. ЧВК 239042. PMID 16347075.
- ^ а б c d Виндбергер, Эльке (1989). «Thermotoga Thermarum Sp. Nov. и Thermotoga Neapolitana, встречающиеся в африканских континентальных солфатарных источниках». Архив микробиологии. 151 (6): 506–12. Дои:10.1007 / bf00454866. S2CID 39383594.
- ^ а б c Отегхем, Суэлен А. Ван (2002). «Производство водорода термофильной бактерией Thermotoga Neapolitana». Прикладная биохимия и биотехнология. 98–100 (1–9): 177–89. Дои:10.1385 / abab: 98-100: 1-9: 177. PMID 12018246. S2CID 189906051.
- ^ Маккатчен, Кэрол М. (1997). «Очистка и характеристика чрезвычайно термостабильной B-маннаназы, B-маннозидазы и A-галактозидазы из гипертермофильных Eubacterium Thermotoga Neapolitana». Прикладная и экологическая микробиология. 63: 332–39.
- ^ а б c d Отегхем, Суэлен А. Ван (2004). «Производство H 2 и использование углерода Thermotoga Neapolitana в анаэробных и микроаэробных условиях роста». Письма о биотехнологии. 26 (15): 1223–232. Дои:10.1023 / б: желчь.0000036602.75427.88. PMID 15289678. S2CID 1575841.
- ^ Несбо, К. (2001). «Филогенетический анализ двух« архейных »генов у Thermotoga Maritima выявил множественные передачи между археями и бактериями». Молекулярная биология и эволюция. 18 (3): 362–75. Дои:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a003812. PMID 11230537.
дальнейшее чтение
- Варгас М; Нолл К.М. (январь 1996 г.). «Репрессия катаболитов в гипертермофильной бактерии Thermotoga neapolitana не зависит от цАМФ». Микробиология. 142 (1): 139–44. Дои:10.1099/13500872-142-1-139. PMID 8581160.
- Vieille C; Кришнамурти H; Хён ХХ; Савченко А; Ян Х; Zeikus JG (июнь 2003 г.). «Аденилаткиназа Thermotoga neapolitana очень активна при 30 ° C». Биохимический журнал. 372 (Pt 2): 577–85. Дои:10.1042 / BJ20021377. ЧВК 1223421. PMID 12625835.
- Van Ooteghem SA; Джонс А; Ван дер Лели Д; Донг Б; Махаджан Д. (август 2004 г.). «Производство H (2) и использование углерода Thermotoga neapolitana в анаэробных и микроаэробных условиях роста». Письма о биотехнологии. 26 (15): 1223–32. Дои:10.1023 / B: BILE.0000036602.75427.88. PMID 15289678. S2CID 1575841.
- Эриксен, Нильс Т. и др. «Синтез H2 из пентоз и биомассы в Thermotoga spp.» Письма о биотехнологии 33.2 (2011): 293–300.
- Ван Отегем, Суэлен А., Стивен К. Бир и Пол К. Юэ. «Производство водорода термофильной бактерией Thermotoga neapolitana.» Биотехнология для топлива и химикатов. Humana Press, 2002. 177–189.
