Celulany celulozymikrobiowe

Cellulosimicrobium cellulans
Klasyfikacja naukowa
Domena: Bakteria
Gromada: promieniowiec
Klasa: promieniowce
Zamówienie: mikrokoki
Rodzina: Promicromonosporaceae
Rodzaj: Celulozymikrobium
Gatunek:
C. celulozy
Nazwa dwumianowa
Celulany celulozymikrobiowe
(Metcalfe i Brown 1957) Schumann i in. 2001
Szczep typu

























ATCC 12830 BCRC 17274 CCRC 17274 CCUG 50776 CECT 4282 CFBP 4267 CIP 103404 DSM 43189 DSM 43879 DSMZ 43879 HAMBI 95 IAM 14866 IFO 15516 IMET 7404 JCM 9965 KCTC 1771 KCTC 3259 KCTC 3411 LMG 16221 NBIMCC 1642 NBRC 15516 NCIB 8868 NCIMB 8868 NCTC 8868 NRRL B-2768 VKM Ac-1412
Synonimy
  • Brevibacterium fermentans Chatelain i Second 1966 (listy zatwierdzone 1980)
  • Brevibacterium lyticum Takayama i in. 1960 (listy zatwierdzone 1980)
  • Cellulomonas cartae Stackebrandt i Kandler 1980
  • Cellulomonas cellulans (Metcalfe i Brown 1957) Stackebrandt i Keddie 1988
  • Nocardia cellulans Metcalfe i Brown 1957 (listy zatwierdzone 1980)
  • Oerskovia xanthineolytica Lechevalier 1972 (listy zatwierdzone 1980)

Cellulosimicrobium cellulans to Gram-dodatnia bakteria z rodzaju Cellulosimicrobium . Cellulosimicrobium cellulany mogą powodować rzadkie infekcje oportunistyczne . Szczep EB-8-4 tego gatunku można stosować do stereoselektywnej allilowej hydroksylacji D-limonenu do (+)-trans-karweolu .

Biologia

Morfologia i cechy

Cellulosimicrobium cellulans to pleomorficzna bakteria Gram-dodatnia . Początkowo C.cellulans to pałeczki w kształcie pałeczek , które w miarę wzrostu i dojrzewania stają się bardziej kokosowate . C. cellulans może również tworzyć gałęzie lub włókna, umożliwiając bakteriom lepsze przyleganie do struktur (w tym wszczepionych urządzeń i cewników) oraz komunikację między komórkami.

C. cellulans jest organizmem fakultatywnie beztlenowym , wyrastającym zarówno z pożywek tlenowych, jak i beztlenowych, takich jak butelki do posiewów krwi. C. cellulans jest katalazo dodatni.

Metabolizm

C. cellulans wytwarza glukanazy i mannanazy z rodziny endo-β-1,3-glukanaz. Te trzy enzymy są szczególnie skuteczne w rozkładaniu ścian komórkowych drożdży, dlatego C. cellulans jest uważany za główne źródło enzymów litycznych dla drożdży.

C. cellulans wytwarzają różne enzymy degradujące, takie jak beta-glukozydaza, proteaza, hydrolaza glikozydowa i chitynaza. W rezultacie C. cellulans jest w stanie biodegradować ksylany i celulozy oraz odgrywać rolę w fermentacji alkoholowej. Jednym ze znaczących związków, które bakterie mogą ulegać biodegradacji, jest benzo(a)piren (BaP). BaP jest wielopierścieniowym węglowodorem aromatycznym (WWA), dobrze znanym zanieczyszczeniem organicznym związanym z właściwościami teratogennymi, mutagennymi i rakotwórczymi. BaP jest związkiem odpornym na degradację; w związku z tym jest bardziej skłonny do gromadzenia się w środowisku. Chociaż BaP może łatwo ulegać degradacji w środowiskach tlenowych, częściej występuje w środowisku beztlenowym w przyrodzie. C. cellulans może rozkładać BaP w tych środowiskach beztlenowych, wykorzystując jego enzymy degradujące.

W oparciu o serwer automatycznej adnotacji genomu i rekonstrukcji szlaków o nazwie Kaas, zrekonstruowano szlaki metaboliczne trzech szczepów Cellulosimicrobium , w tym C. cellulans . Dane ujawniły konserwatywny zestaw centralnych szlaków, takich jak glikoliza i glukoneogeneza, cykl kwasu cytrynowego, metabolizm β-alaniny, metabolizm fosforanu inozytolu, metabolizm propanianu i układ dwuskładnikowy (TCS). Odkryto, że metabolizm ksantyny i hipoksantyny jest unikalny dla C. cellulans .

Różnorodność

Ewolucja genomu

Od 2017 r. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej (NCBI) zawiera 17 zmontowanych genomów Cellulosmicrobium cellulans . Mediana zawartości GC dla tego gatunku wynosi 74,3771%, przy medianie całkowitej długości 4,32208 Mb i medianie liczby białek 3871.

Niedawny przełom w genomie C. cellulans został odkryty po zbadaniu pewnych enzymów rozkładających węglowodany znalezionych w szczepie MP1, izolacie występującym w symbiontach jelitowych termitów. Do porównania wybrano trzy z 17 zebranych genomów: J36, LMG16121 i ZKA 48. Porównano skupiska genów ortologicznych (COG) między trzema znanymi genomami C. cellulans i szczepu MP1 i wykazano wiele podobieństw między genomami. Ujawniono silną korelację między szczepem LMG16121 i MP1, co sugeruje, że oba genomy utworzyły klad monofiletyczny.

Filogeneza

Przeprowadzono stosunkowo niewiele badań nad rodzajem Cellulosmicrobium , wnosząc minimalną ilość danych do bazy danych NCBI. Jednak sekwencje genu 16S rRNA dostarczone przez GenBank umożliwiły utworzenie drzewa filogenetycznego w celu określenia relacji między poszczególnymi gatunkami. Od 2021 roku w rodzaju Cellulosmicrobium odkryto tylko 6 innych znanych gatunków : C. cellulans , C. aquatile , C. arenosum , C. funkei , C.marium , C. terreum i C. varabile . Niektóre szczepy tych gatunków, mianowicie C. cellulans i C. terreum , wyizolowano z próbek gleby, natomiast gatunek C. funkei wyizolowano z krwi ludzkiej.

Choroba

Infekcja

C. cellulans są rzadkie, a organizm jest uważany za patogen oportunistyczny. C. cellulans zwykle atakuje tylko osoby z obniżoną odpornością lub nosicieli ciał obcych, które przenikają do organizmu przez cewniki, ciernie/igły roślin itp. Mniej niż 100 osób zostało zarażonych tym patogenem, a patogen ten wykazywał różne nasilenie objawów. Osoby z wcześniej istniejącymi schorzeniami, które zarażają się C. cellulans, doświadczają cięższej choroby; zdrowe osoby zwykle mają łagodne objawy. W takich przypadkach C. cellulans powoduje miejscowe zapalenie, w którym dotknięte miejsca stają się bolesne, opuchnięte i tkliwe.

W jednym studium przypadku u 52-letniej kobiety rozwinęło się zapalenie wsierdzia i zawał wewnątrzczaszkowy z powodu zakażenia C. cellulans .

Aplikacje

Współczesne postępy  

Właściwości enzymatyczne C. cellulans wykazują ogromny potencjał biotechnologiczny i przemysłowy. Endo-β-1,3-glukanaza jest enzymem rozkładającym ścianę komórkową drożdży, który został wykorzystany do badania ścian komórkowych drożdży i grzybów. Pochodne tego enzymu zostały zsyntetyzowane komercyjnie w celu izolacji DNA drożdży, przygotowania protoplastów drożdży i katalizowania procesów biologicznych. C. cellulans jest również znanym producentem polisacharydu Levan , który jest polisacharydem stosowanym w przemyśle spożywczym, medycznym i kosmetycznym.

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne


Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cellulosimicrobium_cellulans&oldid=1123024463 ”