Карактеристике Цоринебацтериум глутамицум, таксономија, морфологија, култура



Цоринебацтериум глутамицум је бактерија у облику бацила, Грам позитивна, факултативна анаеробна и присутна у земљишту. Не формира споре нити је патогена. Заједно са остатком Цоринебацтериацеае и бактеријама породица Мицобацтериацеае и Ноцардиацеае, она је део групе познате као ЦМН група. Ова група укључује многе бактерије од медицинског и ветеринарског значаја.

Бактерија Ц. глутамицум Широко се користи у индустрији за производњу аминокиселина. Употреба ове бактерије за индустријску производњу датира више од 40 година. 

Количина аминокиселина које производе ове бактерије, укључујући мононатријум глутамат и Л-лизин, тренутно прелази 100 тона годишње.

Индек

  • 1 Опште карактеристике
  • 2 Таксономија
  • 3 Морфологија
  • 4 Култивација
  • 5 Патогенеза
  • 6 Употреба у биотехнологији
    • 6.1 Производња амино киселина
    • 6.2 Остали производи и апликације
  • 7 Референце

Опште карактеристике

-Цоринебацтериум глутамицум је непатогена Грам позитивна бактерија.

-Не производи споре.

-Садржи каталазу.

-Разграђује угљене хидрате кроз ферментативни метаболизам.

-Способан је да синтетизује аминокиселине као што су серин, глутамат и лизин.

Такономи

Врста Ц. глутамицум Први пут је откривен у Јапану и описан од стране Киносхите и сарадника 1958. године под именом Мицроцоццус глутамицус. Касније (1967.), Абе и сарадници су га преселили у жанр Цоринебацтериум.

Бактерије рода Цоринебацтериум они су таксономски лоцирани у подреду Цоринебацтеринеае. Овај подред заузврат припада реду Ацтиномицеталес, класе Ацтинобацтериа.

Подред Цоринебацтеринеае обухвата породице Цоринебацтериацеае, Мицобацтериацеае и Ноцардиацеае назване ЦМН група. Цоринебацтериум спада у прву од ових породица.

Морфологија

Бактерија је у облику штапа са натеченим крајевима у облику маљице или клуба. Има хромозом и кружни плазмидијум. Његов геном се састоји од 3,314,179 нуклеотида.

Ћелијски зид је, између осталих супстанци, састављен од слоја пептидогликана, кратколанчаних миколичних киселина, мезо-диаминопимелних киселина и арабино-галактанских полимера..

Култивација

Цоринебацтериум глутамицум користи широк спектар супстрата, укључујући шећере, органске киселине и алкохоле, за његов раст и производњу амино киселина.

Ова бактерија разграђује угљене хидрате кроз процес ферментације. Производња аминокиселина је под утицајем датог извора угљеника и одређеним условима додатака као што је ограничење биотина.

У циљу добијања инокулума, коришћена су подлога за културу трипсин комплекса (ИТ), екстракт квасца и минимално модификовани ЦГКСИИ медиј..

За култивацију се препоручују температуре од 30 ° Ц и пХ 7,4 - 7,5. Извори угљеника, као и супстанце које ће се користити за обогаћивање усева, зависе од резултата које желите да добијете.

На пример, нађено је да глукоза, амонијум сулфат, магнезијум сулфат и дикалијум фосфат имају значајан утицај на производњу сукцината..

Да би се добила висока концентрација Л-лизина, медијум културе треба да садржи глукозу, амонијум сулфат, калцијум карбонат, бактокасамино киселину, тиамин хидрохлорид, Д-биотин, калијум дихидроген фосфат, магнезијум сулфат хептахидрат, желез сулфат хептахидрат и манган хлорид тетрахидрат.

Патогенеза

Иако је већина бактерија које припадају породици Цоринебацтериацеае патогене, неке од њих, укључујући и Ц. глутамицум, Они су безопасни. Ово последње, познато као не-дифтеријска цоринебацтериа (ЦНД), је комензално или сапрофитно, што може бити присутно код људи, животиња и земљишта..

Неки ЦНД, као Ц. глутамицум и Ц. фееициенс, се користе у производњи есенцијалних аминокиселина и витамина.

Користи се у биотехнологији

Геном Ц. глутамицум она је релативно стабилна, брзо расте и не лучи екстрацелуларну протеазу. Поред тога, није патогена, не формира споре и има релативно мало потреба за растом.

Ове карактеристике и чињеница да производи ензиме и друга корисна једињења, омогућили су овој бактерији да се назове "радним коњем" у биотехнологији..

Производња амино киселина

Први производ је открио да је познато да се може биосинтетизовати Ц. глутамицум Био је глутамат. Глутамат је не-есенцијална аминокиселина присутна у око 90% можданих синапси.

Интервенише у преносу информација између неурона централног нервног система иу формирању и опоравку памћења.

Лизин, есенцијална аминокиселина за људе и део протеина синтетизираних од стране живих бића, такође се производи Ц. глутамицум.

Остале амино киселине добијене из ове бактерије укључују треонин, изолеуцин и серин. Треонин се углавном користи за спречавање појаве херпеса.

Серин помаже у производњи антитела и имуноглобулина. Изолеуцин је, пак, укључен у синтезу протеина и производњу енергије током праксе физичких вежби.

Остали производи и апликације

Пантотхенате

То је најактивнији облик витамина Б5 (пантотенска киселина), јер се калцијум пантотенат користи као додатак исхрани. Витамин Б5 је неопходан у синтези угљених хидрата, липида и протеина.

Органске киселине

Између осталих, Ц. глутамицум производи лактат и сукцинат. Лактат има вишеструку примену, као што је омекшивач, регулатор киселости хране, штављење коже, пургатив, између осталих.  

Сукцинат се, са своје стране, користи за производњу лакова, боја, парфема, прехрамбених адитива, лијекова и за производњу биоразградиве пластике.

Алкохоли

Пошто ферментира шећере, способан је да производи алкохоле, као што су етанол и изобутанол. Из тог разлога постоје тестови за синтезу етанола у културама  Ц. глутамицум од отпада који долази из шећерне трске. Циљ ових испитивања је постизање индустријске производње биогорива.

Ксилитол, полиалкохол или шећерни алкохол, користи се као заслађивач за дијабетичаре јер не повећава ниво шећера у крви.

Биоремедиатион

Ц. глутамицум Садржи два оперона у свом геному, названа арс1 и арс2, који су отпорни на арсен. Постоје развојне студије у циљу евентуалног коришћења ове бактерије да апсорбује арсен из околине.

Биоразградива пластика

Поред сукцината, органске киселине коју природно производе бактерије, корисне за производњу биоразградиве пластике, постоји још једна могућа једињења која се могу користити у ове сврхе..

Ово једињење је полиестер назван поли (3-хидроксибутират) (П (3ХБ)). П (3ХБ) се природно не производи  Ц. глутамицум. Међутим, генетски инжењери имају напредне студије за стварање у бактерији, генетском манипулацијом, биосинтетички пут који омогућава да се произведе.

Референце

  1. С. Абе, К.-И. Такаиама, С. Киносхита (1967). Таксономске студије о бактеријама које производе глутаминску киселину. Часопис за општу и примењену микробиологију.
  2. Ј.-И. Лее, И.-А. На, Е. Ким, Х.-С. Лее, П. Ким (2016). Ацтинобацтериум Цоринебацтериум глутамицум, индустријски радни коњ. Јоурнал оф Мицробиологи анд Биотецхнологи.
  3. Ј. Ланге, Е. Мунцх, Ј. Муллер, Т. Бусцхе, Ј. Калиновски, Р. Такорс, Б. Бломбацх (2018). Дешифровање адаптације Цоринебацтериум глутамицум у транзицији од аеробиозе преко микроаеробиозе до анаеробиозе. Генес.
  4. С. Виесцхалка, Б. Бломбацх, М. Ботт, Б.Ј. Еикманнс (2012). Биолошка производња органских киселина са Цоринебацтериум глутамицум. Биотецхнологи.
  5. М. Вацхи (2013). Извозници аминокиселина у Цоринебацтериум глутамицум. У: Х. Иукава, М. Инуи (ур.) Цоринебацтериум глутамицум биологија и биотехнологија.
  6. Цоринебацтериум глутамицум. Ин Википедиа. Преузето 25. септембра 2018. на ен.википедиа.орг.
  7. Цоринебацтериум глутамицум. Ин Мицробе Вики. Преузето 25. септембра 2018. године из адресе мицробевики.кенион.еду.