Stafilotermia
| Staphylothermus | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Domena: | |
| Gromada: | |
| Klasa: | |
| Zamówienie: | |
| Rodzina: | |
| Rodzaj: |
Stafilotermia
Stetter & Fiala 1986
|
| Wpisz gatunek | |
|
Staphylothermus marinus Stetter & Fiala 1986
|
|
| Gatunek | |
|
|
W taksonomii Staphylothermus jest rodzajem Desulfurococcaceae .
Taksonomia
Desulfurococcaceae są beztlenowcami , oddychającymi siarką, ekstremalnymi termofilami . Desulfurococcaceae dzielą tę samą rodzinę co Desulfurococcus . Zidentyfikowano dwa gatunki Staphylothermus : S. marinus i S. hellenicus . Oba są heterotroficznymi , beztlenowymi członkami domeny Archea.
Struktura komórkowa
Staphylothermus marinus ma unikalną morfologię . Gdy poziom składników odżywczych jest niski, tworzy grona przypominające winogrona o średnicy od 0,5–1,0 mm do 100 dużych skupisk. Przy wysokich poziomach składników odżywczych znajdują się duże skupiska komórek o średnicy do 15 μm. Warstwa S jest zbudowana z glikoproteiny zwanej tetrabrachionem. Tetrabrachion jest stabilny w wysokich temperaturach i odporny na chemikalia, które zazwyczaj denaturują białka. Tetrabrachion zbudowany jest z polipeptydów o masie 92 000 kDa tworząc projekcje, które reagują z innymi jednostkami podrzędnymi tetrabrachionu, tworząc szkielet sieci pokrywający komórkę. Tetrabrachion jest odporny na denaturację termiczną i chemiczną.[11] S. marinus ma okrągły chromosom z 1610 genami kodującymi białka i 49 genami RNA. Staphylothermus hellenicus nie ma tetrabrachionu w ścianie komórkowej . Jest to zagregowany coccus, obligatoryjny beztlenowiec, heterotroficzny archeon, który osiąga średnicę 0,8–1,3 μm. Tworzy duże agregaty do 50 komórek i ma kolisty chromosom, który zawiera 158 0347 nukleotydów, 1599 genów kodujących białka i 50 genów RNA .
Metabolizm
Staphylothermus marinus i Staphylothermus hellenicus mają specjalne enzymy zwane ekstremozymami, o których wiadomo, że dobrze działają w ekstremalnie gorących lub zimnych środowiskach, w których większość reakcji enzymatycznych nie mogłaby zajść. Staphylothermus marinus i Staphylothermus hellenecus to termofile, które mają termostabilne ekstremozymy które pracują w szczególnie wysokich temperaturach. Oba organizmy są zależnymi od siarki ekstremalnymi termofilami morskimi. Te archeony wymagają siarki do wzrostu, ale mogą wytwarzać wodór, jeśli siarka zostanie ograniczona. Staphylothermus marinus przekształca siarkę w siarkowodór za pomocą tych ekstremozymów. Siarkowodór jest następnie uwalniany jako produkt odpadowy. Staphylothermus marinus zawiera duże kompleksy białkowe, które biorą udział w redukcji siarki. Staphylothermus marinus i Staphylothermus hellenicus używają siarki jako końcowego akceptora elektronów, ale mogą wykorzystywać różne kompleksy membranowe do redukcji siarki. S. marinus nie ma genów do biosyntezy nukleotydów purynowych i dlatego polega na źródłach środowiskowych, aby spełnić swoje wymagania dotyczące puryn.
Ekologia
Staphylothermus marinus i Staphylothermus hellenicus są sklasyfikowane jako hipertermofile preferujące temperatury między 65 a 85 °C. Termofile żyją w środowiskach z gorącą wodą, takich jak kominy hipertermiczne. Staphylothermus marinus został znaleziony w podgrzanych osadach geotermalnych „ czarnych palaczy ” na dnie oceanu.[7] Optymalna temperatura wzrostu to 85–92°C. Maksymalna temperatura wzrostu wynosi 98°C. Preferuje pH 6,5, może rosnąć w pH 4,5 do 8,5 i preferuje stężenia NaCl 1–3,5%. Staphylothermus hellenicus został wyizolowany w płytkich, hipotermicznych kominach u wybrzeży Grecji w 1996 roku.[5] Rośnie w optymalnej temperaturze 85°C, pH 6 i 3–4% stężeniu NaCl.
Znaczenie
Staphylothermus marinus i Staphylothermus hellenicus są bardzo blisko spokrewnione i oba mogą być stosowane w biotechnologii jako termostabilne źródła enzymów. Zawarte w nich enzymy należą do najbardziej stabilnych znanych i najbardziej odpornych na czynniki denaturujące. Enzymy termofilne są wykorzystywane w biotechnologii do przeprowadzania ważnych procedur, takich jak polimerazy DNA . Te termostabilne enzymy są również wykorzystywane w produktach i procesach przemysłowych, takich jak biopaliwa i biodegradacja . Biorafinerie w szczególności wykorzystują termofile i ich enzymy do przekształcania biomasy w użyteczne produkty. Termofile, takie jak Staphylothermus marinus i Staphylothermus hellenicus, dostarczają enzymów, które działają w wysokich temperaturach, zapewniając lepsze mieszanie, mniejsze zanieczyszczenie i lepszą rozpuszczalność . Wielu naukowców uważa, że termofile są najstarszymi organizmami na Ziemi i mogą dać naukowcom odpowiedzi na pytanie o pochodzenie życia lub o to, czy życie istnieje w innych wszechświatach.[8]
1. Zobacz stronę internetową NCBI na temat Staphylothermus. Dane wyodrębnione z „zasobów taksonomii NCBI”. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. ftp://ftp.ncbi.nih.gov/pub/taxonomy/ . Źródło 2007-03-19 .
2. Anderson, I., Dharmarajan, L., Rodriguez, J., Hooper, S., Porat, I., & Ulrich, L., et al. (2009). Pełna sekwencja genomu Staphylothermus marinus ujawnia różnice w metabolizmie siarki wśród heterotroficznych Crenarchaeota. {Wersja elektroniczna}. BMC Genomics, 10, np
3. Arab, H., Volker, H. i Thomm, M., (2000). Thermococcus aegaeicus sp. listopad i Staphylothermus hellenicus sp. lis., dwa nowe hipertermofilne archeony wyizolowane z ogrzewanych geotermalnie otworów wentylacyjnych u wybrzeży zatoki Palaeochori, Milos, Grecja. {Wersja elektroniczna}. International Journal of systematyczna i ewolucyjna biologia, 50, 2101–2108.
4. Portal zasobów bioinformatycznych. http://HAMAP hellinicus.mht. Źródło 2 kwietnia 2012 r.
5. Internetowa baza danych genomów GOLD. http://Staphylothermus hellenicus P8, DSM 12710 GOLD CARD.mht. Źródło 30 marca 2012 r.
6. Wspólny Instytut Genomu. http://Staphylothermus hellenicus P8, DSM 12710 - Home.mht. Źródło 2 kwietnia 2012 r.
7. Wspólny Instytut Genomu. http://Staphylothermus marinus F1, DSM 3639 - Home.mht. Źródło 2 kwietnia 2012 r.
8. Mayr, J., Lupas, A., Kellerman, J., Eckerscorn, C., Baumeister, W., & Peters, J. (1996). Hipertermostabilna proteaza z rodziny subtylizyn związana z warstwą powierzchniową Archaeon Staphylothermus marinus. {Wersja elektroniczna}. Bieżąca biologia, 6, 739–749.
9. Zasoby edukacyjne dotyczące życia drobnoustrojów. http:// Życie drobnoustrojów w ekstremalnie gorących środowiskach.mht. Źródło 30 marca 2012 r.
10.Pernilla, T., Mamo, G. i Karlsson, E., (2007). Potencjał i wykorzystanie termofilów i enzymów termostabilnych w biorafinacji. {Wersja elektroniczna}. Fakt o komórkach drobnoustrojów, 6, 9.
11.Peters, J., Nitsch, M., Kuhlmorgen, B., Golbik, R., Lupus, A., Kellermann, J., et al. (1995). Tetrabrachion: zespół białek powierzchniowych archebakterii nitkowatych o niezwykłej strukturze i wyjątkowej stabilności. {Wersja elektroniczna}. Journal of Molecular Biology, 245 (4), 385–401.
Dalsza lektura
Czasopisma naukowe
- Burggraf S; Hubera H.; Stetter KO (1997). „Reklasyfikacja rzędów i rodzin crenarchael zgodnie z danymi sekwencji 16S rRNA” . Int. J. Syst. Bakteriol . 47 (3): 657–660. doi : 10.1099/00207713-47-3-657 . PMID 9226896 .
- Fiala G; Stetter KO; Jannasch HW; Godny polecenia TA; i in. (1986). „Staphylothermus marinus sp. nov. Reprezentuje nowy rodzaj niezwykle ciepłolubnych podwodnych heterotroficznych archebakterii dorastających do 98 ° C”. Syst. Aplikacja Mikrobiol . 8 (1–2): 106–113. doi : 10.1016/S0723-2020(86)80157-6 .
- Zillig W; Stetter KO; Prangishvilli D; Schafer W; i in. (1982). „Desulfurococcaceae, druga rodzina niezwykle termofilnych, beztlenowych, oddychających siarką Thermoproteales”. Zentralbl. Bakteriol. Pasożytnik Infekcjekr. Hyg. Abt. 1 Oryg . C3 : 304–317.