Desulfobulbus propionicus - Desulfobulbus propionicus - Wikipedia

Desulfobulbus propionicus
Vědecká klasifikace
Doména:
Bakterie
Kmen:
Proteobakterie
Třída:
Deltaproteobakterie
Objednat:
Desulfobacterales
Rodina:
Desulfobulbaceae
Rod:
Desulfobulbus
Druh:
D. propionicus
Binomické jméno
Desulfobulbus propionicus
Pagani a kol. 2011[1]
Typ kmene
1pr3T (DSM 2032, ATCC 33891, VKM B-1956)[1]

Desulfobulbus propionicus je Gramnegativní, anaerobní chemoorganotrof.[1][2] Byly identifikovány tři samostatné kmeny: 1pr3T, 2pr4 a 3pr10.[2] Je to také první čistá kultura příklad úspěšného nepřiměřenost elementární síra na síran a sulfid.[3] Desulfobulbus propionicus má potenciál produkovat energie zdarma (ve formě elektrony ) a chemické výrobky.[4]

Objev

Desulfobulbus propionicus objevili v roce 1982 Friedrich Widdel a Norbert Pfenning.[2] Desulfobulbus propionicus byl izolován ze vzorků odebraných z anaerobní bláto ve vesnickém příkopu, rybníku a mořské bahno Německo.[2] Všechny tři kmeny byly izolovány pomocí metody agarového třepání na bazálním médiu s přidaným síran, minerální soli, žehlička, stopové prvky, hydrogenuhličitan, sulfid a sedm vitamíny.[2]

KmenGeografická poloha[2]Typ stanoviště[2]
1pr3TLindhort, NěmeckoSladkovodní příkopové bahno
2pr4Hannover, NěmeckoSladkovodní jezírkové bahno
3pr10Jadebusen, Německo (Severní moře)Mořské bahno ploché

Etymologie

The rod Desulfobulbus lze odvodit z latinský slova -de význam od, -sulfo význam síra, a -bulbus význam cibule ve tvaru doslova znamená reduktor síranu ve tvaru cibule.[2] Název druhu propionicus je odvozen od organismu dárce elektronů propionát.[2]

Taxonomický a fylogenetický popis

Desulfobulbus propionicus má tři kmeny: 1pr3T, 2pr4 a 3pr10.[2] Podobně jsou všechny tři kmeny Gramnegativní, reduktory síry se schopností růst výhradně na laktát nebo pyruvát bez jakýchkoli externích zdrojů elektronů nebo uhlíku.[2] Co odděluje 1pr3T ze sesterských kmenů je jeho schopnost redukovat siřičitan a thiosíran na sirovodík (H2S); snížit dusičnan na amoniak; konečně jeho přítomnost cytochrom typy b- a c-.[2] Dále kmen 1pr3T odlišeny od ostatních tvarem (1pr3T má špičaté konce ve srovnání s vejcovitými nebo elipsoidními konci), pohyblivost (1pr3T postrádá pohyblivost, zatímco ostatní mají bičíky) a přítomnost fimbrie (Kmeny 2pr4 a 3pr10 ne).[2]

Pokud jde o rod Desulfobulbus, nejbližší příbuzní D. propionicus jsou D. elongatus s identita 96,9%, následovaný D. rhabdoformis, a pak D. mediterraneus a D. japonicas se stejným vztahem k fylogenetický strom konstruováno pomocí 16S rRNA sekvence.[1]

Charakterizace

Morfologie

Desulfobulbus propionicus je Gramnegativní, elipsoidní na citrón -tvarovaná bakterie, s průměrnou délkou 1,0 až 1,3 μm a šířkou 1,8 až 2,0 μm.[1] D. propionicus funguje jako anaerobní chemoorganotrof.[1] Tyto tři kmeny se liší tvar, pohyblivost a přítomnost fimbrie.[2]

KmenTvarPohyblivostFimbrie
1pr3TVe tvaru citronuNemotorní+
2pr4VejcovitýSingle polární bičíky-
3pr10ElipsoidníSingle polární bičíky-

Metabolismus

Desulfobulbus propionicus je anaerobní chemoorganotrof.[1] D. propionicus používá methylmalony-CoA cesta do kvasit 3 moly pyruvát na 2 moly acetát a 1 krtek propionát.[1] Desulfobulbus propionicus využívá propionát, laktát, pyruvát, a alkoholy nejen z prostředí elektronové zdroje, ale také pro zdroje uhlíku.[2] Vodík plyn (H2) se používá pouze jako dárce elektronů v přítomnosti oxid uhličitý a acetát.[2] Jak předpokládá jeho název, Desulfobulbus propionicus snižuje síran, siřičitan, a thiosíran na sirovodík (H2S), ale neomezuje elementární síra, malát, a fumarát.[2] Když síran není přítomen ethanol je fermentovaný na propionát a acetát.[1] Při absenci akceptor elektronů, D. propionicus vyrábí síran a sulfid od elementární síra a voda.[3] Taky, Desulfobulbus propionicus kmeny 1pr3T a 3pr10 mohou růst pouze v definovaném minimálním médiu s přidáním vitaminu Kyselina 4-aminobenzoová zatímco kmen 2pr4 tento dodatečný požadavek nevykazuje.[1][2] Kromě toho je kmen 2pr4 jediný ze tří, u kterého se projevuje růst butyrát jako dárce elektronů a zdroj uhlíku je však růst ve srovnání s ostatními pomalý substráty.[2]

Genom

Ze tří kmenů uvnitř Desulfobulbus propionicus, 1pr3T je jediný, kdo má své genom úplně seřazené.[1] to bylo seřazeno v roce 2011 Pagani et al.[1] Kmen 1pr3T bylo zjištěno, že zahrnuje a velikost genomu 3 851 869 bp, s Obsah G-C 58,93%.[1] Pagani et al. předpověděl 3 408 genů v genomu 1pr3T, s 3 351 geny, které kódují bílkoviny.[1] Genom obsahuje 57 RNA geny a dva rRNA operony.[1] Kromě toho je jich 68 pseudo geny což tvoří 2,0% z celkové velikosti genomu.[1]

Ekologie

Desulfobulbus propionicus obývá anaerobní sladké vody a mořské sedimenty.[1] Mezi třemi kmeny se liší: teplotní rozsahy, optimální teplota, rozsah pH, ​​optimální pH a požadavky na koncentraci NaCl (1pr3T a 2pr4 ukazují zpomalený růst nad koncentrací NaCl 15 g / l a 3pr10 nevykazují žádný růst pod 15 g / l).[1][2]

KmenMírný rozsah (° C)[2]Optimální teplota (° C)[2]Rozsah pH[2]pH optimální[2]Koncentrace NaCl (g / L)[2]
1pr3T10 - 43396.0 - 8.67.2<15
2pr410 - 36306.6 - 8.17.2<15
3pr1015 - 36296.6 - 8.17.4>15

aplikace

Desulfobulbus propionicus může sloužit jako biokatalyzátor mikrobiálně elektrosyntéza.[4] Mikrobiální elektrosyntéza je využití elektronů mikroorganismy ke snížení oxid uhličitý na organické molekuly.[4] Desulfobulbus propionicus, pokud jsou přítomni na anoda, oxiduje elementární síra na síran, který v procesu vytváří volné elektrony.[4] Volné elektrony proudí do organismu umístěného na katoda.[4] Mikrob přítomný na katoda využívá elektronovou energii přenesenou z Desulfobulbus propionicus vytvořit organická hmota (např. acetát ) snížením oxid uhličitý.[4] Použití mikrobiálních látek elektrosyntéza má potenciál pomoci při výrobě a údržbě odpadu průmyslové chemikálie a výroba energie.[4]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q r Pagani, Ioanna; Lapidus, Alla; Nolan, Matt; Lucas, Susan; Hammon, Nancy; Deshpande, Shweta; Cheng, Jan-Fang; Chertkov, Olga; Davenport, Karen; Tapia, Roxane; Han, Cliff; Goodwin, Lynne; Pitluck, Sam; Liolios, Konstantinos; Mavromatis, Konstantinos; Ivanova, Natalia; Mikhailova, Natalia; Pati, Amrita; Chen, Amy; Palaniappan, Krišna; Land, Miriam; Hauser, Loren; Chang, Yun-Juan; Jeffries, Cynthia D .; Detter, John C .; Brambilla, Evelyne; Kannan, K. Palani; Ngatchou Djao, Olivier D .; Rohde, Manfred; Pukall, Rüdiger; Jaro, Stefan; Göker, Markus; Sikorski, Johannes; Woyke, Tanja; Bristow, James; Eisen, Jonathan A .; Markowitz, Victor; Hugenholtz, Philip; Kyrpides, Nikos C .; Klenk, Hans-Peter (2011). "Kompletní sekvence genomu kmene typu Desulfobulbus propionicus (1pr3T)". Standardy v genomických vědách. 4 (1): 100–110. doi:10,4056 / sigs.1613929. PMC  3072085. PMID  21475592.
  2. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q r s t u proti w X y Widdel, F .; Pfenning, N. (1982). „Studie na bakteriích snižujících disimilační sulfát, které rozkládají mastné kyseliny II. Neúplná oxidace propionátu desulfobulbuspropionicusgenem. Nov., Sp. Nov.“. Arch Microbiol. 131 (4): 360–365. doi:10.1007 / BF00411187.
  3. ^ A b Lovely, Derek R .; Phillips, Elizabeth J. P. (1994). „Nové procesy pro produkci anaerobního síranu z elementární síry bakteriemi snižujícími sírany“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 60 (7): 2394–2399. PMC  201662. PMID  16349323.
  4. ^ A b C d E F G Gong, Yanming; Ebrahim, Ali; Feist, Adam M .; Embree, Mallory; Zhang, Tian; Lovely, Derek; Zengler, Karsten (2013). „Sulfidem řízená mikrobiální elektrosyntéza“. Věda o životním prostředí a technologie. 47 (1): 568–573. doi:10.1021 / es303837j. PMID  23252645.

externí odkazy

Další čtení