Rhodococcus - Rhodococcus
Rhodococcus | |
---|---|
![]() | |
Rhodococcus sp. | |
Vědecká klasifikace | |
Království: | |
Kmen: | |
Objednat: | |
Podřád: | |
Rodina: | |
Rod: | Rhodococcus Zopf 1891 |
Rhodococcus je rod aerobního, nesporulujícího, nepohyblivého Grampozitivní bakterie úzce související s Mycobacterium a Corynebacterium.[1][2] Zatímco několik druhů je patogenních, většina z nich je benigních a bylo zjištěno, že se jim daří v široké škále prostředí, včetně půdy, vody a eukaryotický buňky. Některé druhy mají velké genomy, včetně 9,7 megabasepairového genomu (67% G / C) z Rhodococcus sp. RHA1.[3]
Kmeny Rhodococcus jsou důležité díky své schopnosti katabolizovat širokou škálu sloučenin a produkovat bioaktivní steroidy, akrylamid, a akrylová kyselina a jejich zapojení do biologického odsiřování fosilních paliv.[3] Tato genetická a katabolická rozmanitost není způsobena pouze velkým bakteriálním chromozomem, ale také přítomností tří velkých lineárních plazmidů.[1] Rhodococcus je také experimentálně výhodný systém vzhledem k relativně vysoké rychlosti růstu a jednoduchému vývojovému cyklu, ale není dobře charakterizován.[3]
Další důležitá aplikace Rhodococcus pochází z biokonverze využívající biologické systémy k přeměně levného výchozího materiálu na hodnotnější sloučeniny, jako je jeho schopnost metabolizovat škodlivé látky znečišťující životní prostředí, včetně toluen, naftalen, herbicidy a PCB. Rhodococcus druhy obvykle metabolizují aromatický substráty nejprve okysličením aromatického kruhu za vzniku diolu (dvě alkoholové skupiny). Poté se prstenec štěpí intra / extradiolovými mechanismy, čímž se kruh otevře a vystaví substrát dalšímu metabolismu. Protože chemie je velmi stereospecifická, dioly jsou vytvářeny s předvídatelnou chiralitou. Zatímco řízení chirality chemické reakce představuje pro syntetické chemiky významnou výzvu, mohou být místo toho použity biologické procesy k věrné produkci chirálních molekul v případech, kdy přímá chemická syntéza není proveditelná nebo účinná. Příkladem toho je použití Rhodococcus k výrobě inden, předchůdce AIDS lék indinavir, inhibitor proteázy, a obsahující dvě z pěti chirálních center potřebných v komplexu.[4]

Biologický rozklad organických polutantů
Rhodococcus byl velmi prozkoumán jako potenciální agent pro bioremediace znečišťujících látek, které se běžně vyskytují v přírodním prostředí, a mají určité vlastnosti, které jim umožňují prospívat za různých podmínek, a mají schopnost metabolizovat mnoho uhlovodíků.[5]
Rhodokoky mají mnoho vlastností, díky nimž jsou vhodné pro bioremediaci v různých prostředích. Jejich schopnost podstoupit mikroaerofilní dýchání umožňuje jim přežít v prostředí obsahujícím nízké koncentrace kyslíku a jejich schopnost podstoupit aerobní dýchání také jim umožňuje přežít v okysličeném prostředí.[6] Také podstoupí fixace dusíkem, což jim umožňuje generovat vlastní živiny v prostředích s nízkým obsahem živin.[7]
Rhodokoky také obsahují vlastnosti, které zvyšují jejich schopnost organického rozkladu znečišťující látky. Jejich hydrofobní povrch umožňuje přilnavost na uhlovodíky, což zvyšuje jeho schopnost degradovat tyto znečišťující látky.[8] Mají širokou škálu katabolických drah a mnoho jedinečných enzymových funkcí.[9] To jim dává schopnost degradovat mnoho vzpurných toxických uhlovodíků. Například Rhodokoky exprimují dioxygenázy, které lze použít k degradaci benzotrifluorid, vzpurná znečišťující látka.[10] Rhodococcus sp. kmen Q1, kmen přirozeně se vyskytující v kalu z půdy a papíru, obsahuje schopnost degradace chinolin, rozličný pyridin deriváty, katechol, benzoát, a kyselina protocatechuová.[11] Rhodokoky jsou také schopné akumulace těžký kov ionty, například radioaktivní cesium, což umožňuje snadnější vyjmutí z prostředí.[12] Jiné znečišťující látky, jako např azobarviva,[13] pesticidy[14] a polychlorované bifenyly[15] může být také degradován Rhodokoky.

Patogenní Rhodococcus
Rod Rhodococcus má dva patogenní druhy: R. fascians a R. equi. První z nich, rostlinný patogen, způsobuje u obou onemocnění listovou žluč krytosemenná rostlina a gymnosperm rostliny.[16] R. equi je původcem pneumonie pro hříbata (chrastítka) a infikuje hlavně hříbata do věku tří měsíců. Má však širokou škálu hostitelů a sporadicky infikuje prasata, dobytek a lidi s oslabenou imunitou, zejména u pacientů s AIDS a u pacientů podstupujících imunosupresivní terapii.[17] Oba patogeny se při vyvolání nemoci spoléhají na konjugativní virulentní plazmid. V případě R. fascians, jedná se o lineární plazmid, zatímco R. equi skrývá kruhový plazmid. Oba patogeny jsou ekonomicky významné. R. fascians je hlavním patogenem rostlin tabáku. R. equi, jeden z nejdůležitějších patogenů pro hříbata, je endemický na mnoha hřebčínech po celém světě.
V molekulární biologii
Rhodococcus byl také identifikován jako kontaminant reagencií soupravy pro extrakci DNA a ultračistých vodních systémů, což může vést k jeho chybnému vzhledu v souborech mikrobioty nebo metagenomických dat.[18]
Druh
- Rhodococcus aerolatus Hwang a kol. 2015[19]
- Rhodococcus aetherivorans Goodfellow et al. 2004[19]
- Rhodococcus aglutinans Guo a kol. 2015[19]
- Rhodococcus aurantiacus (ex Tsukamura a Mizuno, 1971) Tsukamura a Yano, 1985, nom. rev.
- Rhodococcus artemisiae Zhao a kol. 2012[19]
- Rhodococcus baikonurensis Li a kol., 2004
- Rhodococcus biphenylivorans Su a kol. 2015[19]
- Rhodococcus boritolerans
- Rhodococcus equi (Magnusson, 1923) Goodfellow a Alderson, 1977
- Rhodococcus canchipurensis Nimaichand a kol. 2013[19]
- Rhodococcus cerastii Kämpfer a kol. 2013[19]
- Rhodococcus cercidiphylli Li a kol. 2012[19]
- Rhodococcus coprophilus Rowbotham a Cross, 1979
- Rhodococcus corynebacterioides (Serrano a kol., 1972) Yassin a Schaal, 2005 (synonymum: Nocardia corynebacterioides (Serrano et al. 1972)
- Rhodococcus defluvii Kämpfer a kol. 2014[19]
- Rhodococcus electrodiphilus Ramaprasad et al., 2018[20]
- Rhodococcus enclensis Dastager et al., 2014[19]
- Rhodococcus erythropolis (Šedá a Thornton Goodfellow and Alderson, 1979
- Rhodococcus fascians (Tilford 1936) Goodfellow 1984 (synonymum: Rhodococcus luteus (ex Söhngen 1913) Nesterenko et al. 1982)[21]
- Rhodococcus globerulus Goodfellow a kol., 1985
- Rhodococcus gordoniae Jones a kol., 2004
- Rhodococcus hoagii Kämpfer a kol. 2014[19]
- Rhodococcus imtechensis Ghosh a kol. 2006[19]
- Rhodococcus jialingiae Wang a kol. 2010[19]
- Rhodococcus jostii Takeuchi a kol., 2002. Identifikováno jako produkující a lignin trávicí enzym, byl to první izolovaný spíše z bakterie než z houby.[22][23]
- Rhodococcus koreensis Yoon a kol., 2000
- Rhodococcus kroppenstedtii Mayilraj a kol., 2006
- Rhodococcus kunmingensis Wang a kol., 2008[19]
- Rhodococcus kyotonensis Li a kol., 2007[19]
- Rhodococcus maanshanensis Zhang a kol., 2002
- Rhodococcus marinonascens Helmke a Weyland, 1984
- Rhodococcus nanhaiensis
- Rhodococcus olei Chaudhary a Kim, 2018[24]
- Rhodococcus opacus Klatte a kol., 1995
- Rhodococcus percolatus Briglia a kol., 1996
- Rhodococcus phenolicus Rehfuss a Urban, 2006
- Rhodococcus polyvorum Li a kol. 2012[19]
- Rhodococcus pyridinivorans Yoon a kol., 2000
- Rhodococcus qingshengii Xu a kol. 2007[19]
- Rhodococcus rhodochrous (Zopf 1891) Tsukamura, 1974
- Rhodococcus rhodnii Goodfellow a Alderson, 1979 (synonymum: Nocardia rhodnii )
- Rhodococcus ruber (Kruse 1896) Goodfellow a Alderson, 1977 (synonymum: Streptothrix rubra Kruse, 1896)
- Rhodococcus jostii RHA1
- Rhodococcus soli Li a kol. 2015[19]
- Rhodococcus triatomae Yassin, 2005
- Rhodococcus trifolii Kämpfer a kol. 2013[19]
- Rhodococcus tukisamuensis Matsuyama a kol., 2003
- Rhodococcus wratislaviensis (Goodfellow et al. 1995) Goodfellow et al., 2002 (synonymum: Tsukamurella wratislaviensis Goodfellow a kol., 1995)
- Rhodococcus yunnanensis Zhang a kol., 2005
- Rhodococcus zopfii Stoecker a kol., 1994
Reference
- ^ A b van der Geize R. & L. Dijkhuizen (2004). „Využití katabolické rozmanitosti rodokoků pro environmentální a biotechnologické aplikace“. Mikrobiologie. 7 (3): 255–261. doi:10.1016 / j.mib.2004.04.001. hdl:11370 / a1dfa0fd-dd65-4c1d-b9b4-bfa98038dcbe. PMID 15196492.
- ^ Burkovski A (editor). (2008). Corynebacteria: Genomics and Molecular Biology. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-30-1. [1].
- ^ A b C McLeod MP, Warren RL, Hsiao WW, Araki N, Mihre M, Fernandes C, Miyazawa D, Wong W, Lillquist AL, Wang D, Dosanjh M, Hara H, Petrescu A, Morin RD, Yang G, Stott JM, Schein JE „Shin H, Smailus D, Siddiqui AS, Marra MA, Jones SJ, Holt R, Brinkman FS, Miyauchi K, Fukuda M, Davies JE, Mohn WW, Eltis LD (17. října 2006). „Kompletní genom Rhodococcus sp. RHA1 poskytuje pohled do katabolické elektrárny“. PNAS. 103 (42): 15582–15587. Bibcode:2006PNAS..10315582M. doi:10.1073 / pnas.0607048103. PMC 1622865. PMID 17030794.
- ^ A b Treadway, S.L., K.S. Yanagimachi, E. Lankenau, P.A. Lessard, G. Stephanopoulos a A.J. Sinskey (1999). „Izolace a charakterizace genů biokonverze indenu z kmene I24 Rhodococcus.“ Appl. Microbiol. Biotechnol. 51 (6): 786–793. doi:10,1007 / s002530051463. PMID 10422226. S2CID 6264248.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ Alvarez, Héctor (2010). Biologie Rhodococcus. Springer Science & Business Media. 231–256. ISBN 9783642129377.
- ^ Fuller, M.E .; Perreault, N. (8. července 2010). „Mikroaerofilní degradace hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinu (RDX) třemi kmeny Rhodococcus“. Dopisy v aplikované mikrobiologii. 51 (3): 313–318. doi:10.1111 / j.1472-765x.2010.02897.x. PMID 20666987.
- ^ Blasco, Rafael (2001). „Rhodococcus sp. RB1 roste v přítomnosti vysokých koncentrací dusičnanů a dusitanů a asimiluje dusičnany ve středně slaném prostředí“. Archiv mikrobiologie. 175 (6): 435–440. doi:10,1007 / s002030100285. PMID 11491084. S2CID 864067.
- ^ Mendez-Volas, A. (2012). Mikroby v aplikovaném výzkumu; současné pokroky a výzvy; řízení. World Scientific. str. 197–200. ISBN 9789814405034.
- ^ Laczi, Krisztián; Kis, Ágnes; Horváth, Balázs; Maróti, Gergely; Hegedüs, Botond (listopad 2015). "Metabolické reakce Rhodococcus erythropolis PR4 pěstovaného na naftě a různých uhlovodících" (PDF). Aplikovaná mikrobiologie a biotechnologie. 99 (22): 9745–9759. doi:10.1007 / s00253-015-6936-z. PMID 26346267. S2CID 9213608.
- ^ Yano, Kenichi; Wachi, Masaaki; Tsuchida, Sakiko; Kitazume, Tomoya; Iwai, Noritaka (2015). „Degradace benzotrifluoridu cestou dioxygenázy u Rhodococcus sp. 065240“. Bioscience, biotechnologie a biochemie. 79 (3): 496–504. doi:10.1080/09168451.2014.982502. ISSN 1347-6947. PMID 25412819. S2CID 205616972.
- ^ O'Loughlin, E. J.; Kehrmeyer, S.R .; Sims, G.K. (1996). "Izolace, charakterizace a využití substrátu bakterie degradující chinolin". Mezinárodní biodeteriorace a biodegradace. 38 (2): 107–118. doi:10.1016 / S0964-8305 (96) 00032-7.
- ^ Takei, Takayuki; Yamasaki, Mika; Yoshida, Masahiro (01.04.2014). "Akum cesia kmene Rhodococcus erythropolis CS98 imobilizovaného v hydrogelových matricích". Journal of Bioscience and Bioengineering. 117 (4): 497–500. doi:10.1016 / j.jbiosc.2013.09.013. PMID 24183457.
- ^ Heiss, G. S .; Gowan, B .; Dabbs, E. R. (1992-12-01). „Klonování DNA z kmene Rhodococcus udělující schopnost odbarvit sulfonovaná azobarviva“. Mikrobiologické dopisy FEMS. 78 (2–3): 221–226. doi:10.1016 / 0378-1097 (92) 90030-r. ISSN 0378-1097. PMID 1490602.
- ^ Parekh, N.R .; Walker, A .; Roberts, S. J .; Welch, S. J. (listopad 1994). "Rychlá degradace triazinonového herbicidu metamitronu pomocí Rhodococcus sp. Izolovaného z ošetřené půdy". The Journal of Applied Bacteriology. 77 (5): 467–475. doi:10.1111 / j.1365-2672.1994.tb04389.x. ISSN 0021-8847. PMID 8002472.
- ^ Boyle, Alfred W .; Silvin, Christopher J .; Hassett, John P .; Nakas, James P .; Tanenbaum, S. W. (01.06.1992). "Bakteriální biodegradace PCB". Biologický rozklad. 3 (2–3): 285–298. doi:10.1007 / BF00129089. ISSN 0923-9820. S2CID 7272347.
- ^ Goethals, K .; Vereecke, D .; Jaziri, M .; Van, Montagu M .; Holsters, M. (2001). "Tvorba listové žluči u Rhodococcus fascians". Annu. Rev. Phytopathol. 39: 27–52. doi:10.1146 / annurev.phyto.39.1.27. PMID 11701858.
- ^ Muscatello, G .; Leadon, D. P .; Klay, M .; Ocampo-Sosa, A .; Lewis, D. A .; Fogarty, U .; Buckley, T .; Gilkerson, J. R .; Meijer, W. G .; et al. (2007). „Infekce Rhodococcus equi u hříbat: věda o chrastítkách'". Koňský veterinář J. 39 (5): 470–478. doi:10.2746 / 042516407x209217. PMID 17910275.
- ^ Salter, S; Cox, M; Turek, E; Calus, S; Cookson, W; Moffatt, M; Turner, P; Parkhill, J; Loman, N; Walker, A (2014). „Znečištění reagencií může kriticky ovlivnit sekvenční mikrobiální analýzy“. bioRxiv 10.1101/007187.
- ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q r s Parte, A.C. "Rhodococcus". LPSN.
- ^ Ramaprasad, E. V. V .; Mahidhara, Ganesh; Sasikala, Ch .; Ramana, Ch. V. (2018). "Rhodococcus electrodiphilus sp. nov., mořská elektroaktivní aktinobakterie izolovaná z korálového útesu ". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 68 (8): 2644–2649. doi:10.1099 / ijsem.0.002895. PMID 29957174.
- ^ Klatte, S .; et al. (1994). „Rhodococcus luteus je pozdější subjektivní synonymum Rhodococcus fascians“. Int. J. Syst. Bacteriol. 44 (4): 627–630. doi:10.1099/00207713-44-4-627.
- ^ „První enzym štěpící dřevo, který se nachází v bakteriích, může zvýšit produkci biopaliv“.
- ^ Takeuchi, M; Hatano, K; Sedláček, já; Pácová, Z (2002). "Rhodococcus jostii sp. nov., izolovaný od středověkého hrobu ". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 52 (Pt 2): 409–13. doi:10.1099/00207713-52-2-409. PMID 11931149.
- ^ Chaudhary, Dhiraj Kumar; Kim, Jaisoo (2018). "Rhodococcus olei sp. listopadu, se schopností odbourávat ropný olej, izolovaný z půdy kontaminované ropou ". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 68 (5): 1749–1756. doi:10.1099 / ijsem.0.002750. PMID 29620494.
externí odkazy
- Druhy a synonyma najdete zde: Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI)