Thermotoga neapolitana - Thermotoga neapolitana
| Thermotoga neapolitana | |
|---|---|
| Vědecká klasifikace | |
| Doména: | |
| Kmen: | |
| Objednat: | |
| Rodina: | |
| Rod: | |
| Druh: | T. neapolitana |
| Binomické jméno | |
| Thermotoga neapolitana Huber et al., 1986 | |
Thermotoga neapolitana je hypertermofilní organismus, který je členem řádu Thermotogales.[1]
Objev
Thermotoga neapolitana byl objeven v roce 1985 v Lucrinu, Itálie v teplé jaro prostředí Shimshon Belkin, Carl. O Wirsen a Holger W. Jannasch z University of California, Berkeley.[2]
Stanoviště a podmínky prostředí
Thermotoga neapolitana je považován termofilní s obyvatelným teplotním rozsahem 50–95 ° C. Bylo zjištěno, že optimální teplota je 77 ° C, což je téměř hypertermofilní.[2] Existují také důkazy, že jej lze nalézt v solném prostředí, a to díky jeho schopnosti středně se mu dařit halofilní prostředí.[3]
Fyzikální vlastnosti
Thermotoga neapolitana je ve tvaru tyče, Gramnegativní bakterie.[4] Je rozlišitelný silnou periplazmatickou buněčnou stěnou.[2] Obecně se zjistí, že mají 0,2–5 μm, ale mohou dosáhnout velikosti až 100 μm. Je nesporulující - to spolu s tvarem tyče a gramnegativními rysy jsou charakteristické pro řádové termotogaly.[2]
Termofilní adaptace
Používat guarová guma médium na bázi, β-mananáza, β-manosidáza, α-galaktosidáza byly vyčištěny. Tyto galactomannans jsou spojeny s umožněním organismu snášet drsné prostředí (stabilizací membrány), jako jsou vysoké teploty. Tyto enzymy pomáhají poskytovat jednoduché sacharidy organismu. Polymery podobné polymerům degradovaným T. neopolitana jsou rostlinami často používány jako skladovací polymery. To může ukázat, že s tím, jak se geotermální prostředí, ve kterém se tento organismus nachází, změnila a biologicky diverzifikovala, mohl by se změnit i metabolismus hypertermofil.[5]
Růst a metabolická aktivita
Thermotoga neapolitana je přísně heterotrofní pro jeho metabolické potřeby.[2] Může také fakultativně snížit elementární síra na sirovodík.[2] V růstových experimentech bylo zjištěno, že se rychle množí glukóza a kvasnicový abstrakt. Po 24 hodinách růstu se nejdelší tyčinky rozdělí na dvě tyčinky, nejpravděpodobněji v reakci na snížení hladiny dostupnosti glukózy.[2] Glukóza, sacharóza, laktóza a škrobové živiny podporují růst, jsou-li použity jako jediný zdroj energie. Nízká úroveň růstu nastala pouze při expozici pepton nebo trypton. Thermotoga neapolitana není schopen metabolizovat acetát, laktát, mravenčan, pyruvát, propionát, mannitol, ethanol, methanolu, glycerol, glutamát nebo glycin.[2] Chloramfenikol, vankomycin, streptomycin bylo zjištěno, že všechny zcela inhibují růst, i když byl odolný vůči rifampin.[2] Růst lze najít v rozmezí 0,25-6% NaCl dosah, bez přežití mimo tento limit.[3] Původně to bylo považováno za přísně anaerobní, ale může také přežít pod mikro-aerofilní prostředí.[6]
Použití síry
Thermotoga neapolitana může fakultativně snížit elementární síra na sirovodík. To umožňuje zvýšenou reprodukční rychlost organismu - až čtyřikrát při dostupnosti elementární síry. Tento proces vyžaduje dostupnost použitelného uhlík zdroj. Kyselina sírová a thiosíran nelze použít pro redukci. Přítomnost sulfidu inhibuje růst organismu. V koncentraci 10 mM bude sulfid inhibovat růst až o 95%.[2]
Výroba vodíku
Thermotoga neapolitana ukazuje slib jako užitečnou bakterii díky svému vodík Výroba. Je schopen produkovat více než 25–30% kyslík v prostoru, který zabírá při testování. Další pozoruhodný plyn, který produkuje, je oxid uhličitý na úrovni 12–15% z celkového prostoru nad hlavou.[4] Navzdory různým úrovním produkce vodíku za různých podmínek je poměr plynného vodíku k oxidu uhličitému přibližně 2: 1.[6] Vyrobený vodík je považován za extrémně čistý s a kysličník uhelnatý úroveň v headspace méně než 50 dílů na milion.[6] To může být slibné z hlediska bioinženýrství, protože plynný vodík je běžně vyhledáván jako možná alternativa k fosilní palivo spalování pro spotřebu energie.[6] Ačkoli se původně myslelo, že je přísně anaerobní, Thermotoga neapolitana je ve své podstatě účinnější katabolické dráhy, zejména jeho produkce vodíku, když je k dispozici nízká úroveň kyslíku (mírně nad 10% celkového složení) ve srovnání s anoxický prostředí.[4]
Genomické vlastnosti
Thermotoga neapolitana ukazuje a DNA báze složení 41,3% Guanine + Cytosin (a tedy 58,7% Adenin + Tymin ).[2]Při použití hybridizace DNA-DNA bylo zjištěno, že T. neapolitana má 74% homologii s Thermotoga thermarum.[3] T. neapolitana je také úzce spjat s Thermotoga maritima, který byl také objeven v geotermálním prostředí.[3]The ino1 gen je přítomen v T. neapolitana. Většina eukaryoty vlastní tento gen a někdy exprimoval za vzniku vzácného osmolyt-di-miyo-inositol 1,1 'fosfátu (DIP). To souvisí s hypertermilními tendencemi, protože chrání organismus před vysokými teplotami a zasolením. Osmolyt může spojovat T. neapolitana i další členy Termotoga archaejcům a Aquificales, jediné další skupiny, ve kterých se nachází.[7]
Reference
- ^ Jannasch, Holger W .; Huber, Robert; Belkin, Shimshon; Stetter, Karl O. (1988). „Thermotoga neapolitana sp. Nov. Extrémně termofilního, eubakteriálního rodu Thermotoga“. Archiv mikrobiologie. 150 (1): 103–104. doi:10.1007 / BF00409725. ISSN 0302-8933. S2CID 22417048.
- ^ A b C d E F G h i j k Belkin, Shimshon (1986). „Nové extrémně termofilní Eubacterium snižující síru z ponorného termálního otvoru“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 51 (6): 1180–85. doi:10.1128 / AEM.51.6.1180-1185.1986. PMC 239042. PMID 16347075.
- ^ A b C d Windberger, Elke (1989). „Thermotoga Thermarum Sp. Nov. a Thermotoga Neapolitana vyskytující se v afrických kontinentálních solfatarských pramenech“. Archiv mikrobiologie. 151 (6): 506–12. doi:10.1007 / bf00454866. S2CID 39383594.
- ^ A b C Ooteghem, Suellen A. Van (2002). "Výroba vodíku termofilní bakterií Thermotoga Neapolitana". Aplikovaná biochemie a biotechnologie. 98–100 (1–9): 177–89. doi:10,1385 / abab: 98-100: 1-9: 177. PMID 12018246. S2CID 189906051.
- ^ McCutchen, Carol M. (1997). „Čištění a charakterizace extrémně termostabilní B-mananázy, B-manosidázy a A-galaktosidázy z Hyperthermophilic Eubacterium Thermotoga Neapolitana“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 63: 332–39.
- ^ A b C d Ooteghem, Suellen A. Van (2004). „Výroba H2 a využití uhlíku pomocí Thermotoga Neapolitana za podmínek anaerobního a mikroaerobního růstu“. Biotechnologické dopisy. 26 (15): 1223–232. doi:10.1023 / b: bile.0000036602.75427.88. PMID 15289678. S2CID 1575841.
- ^ Nesbo, C.L. (2001). „Fylogenetické analýzy dvou genů„ Archaeal “v Thermotoga Maritima odhalují více přenosů mezi Archeaou a bakteriemi“. Molekulární biologie a evoluce. 18 (3): 362–75. doi:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a003812. PMID 11230537.
Další čtení
- Vargas M; Noll KM (leden 1996). „Katabolická represe v hypertermofilní bakterii Thermotoga neapolitana je nezávislá na cAMP“. Mikrobiologie. 142 (1): 139–44. doi:10.1099/13500872-142-1-139. PMID 8581160.
- Vieille C; Krishnamurthy H; Hyun HH; Savchenko A; Yan H; Zeikus JG (červen 2003). „Thermotoga neapolitana adenylát kináza je vysoce aktivní při 30 stupních C“. The Biochemical Journal. 372 (Pt 2): 577–85. doi:10.1042 / BJ20021377. PMC 1223421. PMID 12625835.
- Van Ooteghem SA; Jones A; Van Der Lelie D; Dong B; Mahajan D (srpen 2004). „Výroba H (2) a využití uhlíku Thermotoga neapolitana za podmínek anaerobního a mikroaerobního růstu“. Biotechnologické dopisy. 26 (15): 1223–32. doi:10.1023 / B: BILE.0000036602.75427.88. PMID 15289678. S2CID 1575841.
- Eriksen, Niels T. a kol. „Syntéza H2 z pentóz a biomasy v Thermotoga spp.“ Biotechnology letters 33.2 (2011): 293–300.
- Van Ooteghem, Suellen A., Stephen K. Beer a Paul C. Yue. „Produkce vodíku termofilní bakterií Thermotoga neapolitana.“ Biotechnologie pro paliva a chemikálie. Humana Press, 2002. 177–189.
