Thermotoga petrophila
| Thermotoga petrophila | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Термотогота |
| Сорт: | Термотоги |
| Заказ: | Термотогалес |
| Семья: | Термотоговые |
| Род: | Термотога |
| Разновидность: | T. petrophila
|
| Биномиальное имя | |
| Thermotoga petrophila Такахата и др. 2001 г.
| |
Thermotoga Petrophila — гипертермофильный , анаэробный, неспорообразующий , палочковидный, ферментирующий гетеротроф , с типовым штаммом RKU-1. Т . [ 1 ] T. петрофила была впервые обнаружена и выделена из нефтяного резервуара у побережья Японии и считалась генетически отличной от своих родственных клад. Поскольку эти организмы обитают в глубоких и жарких водных условиях, они представляют большой интерес для биотехнологии из-за того, что их ферменты функционируют при высоких температурах и давлениях.
Описание
[ редактировать ]Штамм T. petropila RKU-1 принадлежит к одному из наиболее глубоко ветвящихся типов бактерий, Thermotogota , но является членом более поздней разветвляющейся клады в пределах своего рода Thermotoga. [ 2 ] Т. петрофила была впервые выделена из нефтяных запасов у берегов Японии в 2001 году. [ 1 ] Это был первый случай, когда этот новый организм был описан морфологически и генетически.
Морфологическая характеристика
[ редактировать ]Т. петрофила представляет собой палочковидную бактерию, содержащую оболочку, которая раздувается на обоих концах и называется тогой. Обычно размер клеток варьировал от 2–7 мкм в длину до 0,7–1,0 мкм в ширину и имел жгутики в субполярной и латеральной областях клетки. Оптимальная скорость роста наблюдается при 80°С, но рост наблюдается при 47-88°С. Рост происходит при pH 5,2–9,0, при этом оптимальный рост происходит при pH 7. Ионная сила, а также доступность кислорода отрицательно влияют на рост T. petropila . Он может расти и получать углерод из большинства сахаров, за исключением маннита и ксилозы. Хотя он не может восстановить сульфат до сероводорода, он восстанавливает серу до тиосульфата, который далее восстанавливается до сероводорода. [ 1 ]
Генотипические характеристики
[ редактировать ]T. petropila 99% разделяет свою генетическую последовательность 16S рРНК со своей сестринской кладой T. более чем на Маритима , Т. Неаполитана и Т. naphthophila , но каждый из них представляет собой отдельный вид, поскольку их сходство составляет менее 30%, что показано в экспериментах по гибридизации ДНК-ДНК. [ 1 ] [ 2 ] Содержание оснований G+C в ДНК составляет 46,6%. [ 1 ] T. Petrophila Также известно, что содержит одну из самых маленьких плазмид. Плазмида Thermotoga Petrophila RKU1 (pRKU1) имеет отрицательную сверхспираль, содержит 846 пар оснований и несет только ген Rep . [ 3 ] Поскольку T. Petrophila является частью глубоко разветвленных бактериальных линий, некоторый горизонтальный генетический перенос произошел с геном-переносчиком мальтозы ( mal3 ) и архейной линией Thermococcales , в то время как гены mal1 и mal2 более тесно связаны с бактериальными генами-переносчиками мальтозы. [ 4 ]
| Термотога |
| ||||||||||||
Метаболизм
[ редактировать ]Большинство видов Thermotogota используют путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса для катаболизма глюкозы, однако на пути трикарбоновой кислоты T. petropila использует яблочный фермент для создания промежуточного пирувата. Они окислительно катаболизируют малат до сукцинил-КоА и восстанавливают сукцинат из малата. [ 5 ]
Приложения
[ редактировать ]Поскольку эти организмы обитают вблизи гипертермических глубоководных нефтяных вышек, их ферменты, как правило, термостабильны. Недавно текстильная промышленность исследовала стратегию ферментативного расширения масштабов клонирования гена α-амилазы из T. petropila в E. coli . Их результаты показывают, что эффективность этого фермента помогает при расклейке хлопчатобумажной ткани. [ 1 ] [ 6 ]
Для биотопливной промышленности гены фермента целлюлазы из T. petropila были клонированы и помещены в E. coli для усиленной реакции осахаривания древесной пыли. Результаты показали, что при обработке азотной кислотой и трансформированных ферментах деградация лигнина была более эффективно оптимизирована и что рекомбинантные целлюлазы активно гидролизовали целлюлозу, что указывает на то, что этот метод потенциально может быть использован для лучшего производства биоэтанола на основе лигноцеллюлозы. [ 7 ]
В медицинских целях T. petropila генно-инженерный штамм K4 использовал свою ДНК-полимеразу (K4pol L329A ) для метода обнаружения набора для выявления острого респираторного синдрома-коронавируса 2 (SARS-CoV-2). [ 8 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Такахата Ю., Нисидзима М., Хоаки Т., Маруяма Т. (сентябрь 2001 г.). «Thermotoga petropila sp. nov. и Thermotoga naphthophila sp. nov., две гипертермофильные бактерии из нефтяного резервуара Кубики в Ниигате, Япония» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 51 (Часть 5): 1901–1909. дои : 10.1099/00207713-51-5-1901 . ПМИД 11594624 .
- ^ Jump up to: а б Бхандари В., Гупта Р.С. (2014). «Тип Thermotogae». Розенберг Э., Делонг Э.Ф., Лори С., Стакебрандт Э., Томпсон Ф. (ред.). Прокариоты: другие основные линии бактерий и архей . Берлин, Гейдельберг: Springer. стр. 989–1015. дои : 10.1007/978-3-642-38954-2_118 . ISBN 978-3-642-38954-2 .
- ^ Смилли С., Гарсильян-Барсия, депутат парламента, Франсия М.В., Роча Е.П., де ла Крус Ф. (сентябрь 2010 г.). «Мобильность плазмид» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 74 (3): 434–452. дои : 10.1128/MMBR.00020-10 . ПМЦ 2937521 . ПМИД 20805406 .
- ^ Нолл К.М., Лапьер П., Гогартен Дж.П., Нанавати Д.М. (январь 2008 г.). «Эволюция оперонов-переносчиков Mal ABC у Thermococcales и Thermotogales» . Эволюционная биология BMC . 8 (1): 7. дои : 10.1186/1471-2148-8-7 . ПМК 2246101 . ПМИД 18197971 .
- ^ Жахыбаева О, Суитерс К.С., Лапьер П., Фурнье Г.П., Бикхарт Д.М., ДеБой Р.Т. и др. (апрель 2009 г.). «О химерной природе, термофильном происхождении и филогенетическом размещении Thermotogales» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (14): 5865–5870. Бибкод : 2009PNAS..106.5865Z . дои : 10.1073/pnas.0901260106 . ПМК 2667022 . ПМИД 19307556 .
- ^ Зафар А., Афтаб М.Н., Икбал И., Дин ЗУ, Салим М.А. (январь 2019 г.). «Пилотное производство высокотермостабильного фермента α-амилазы из Thermotoga Petrophila, клонированного в E. coli , и его применение в качестве дезинфицирующего средства в текстильной промышленности» . РСК Прогресс . 9 (2): 984–992. Бибкод : 2019RSCAd...9..984Z . дои : 10.1039/C8RA06554C . ПМЦ 9059537 . ПМИД 35517638 .
- ^ Хак И, Мустафа З, Наваз А, Мухтар Х, Чжоу Х, Сюй Ю (23 июля 2020 г.). «Сравнительная оценка кислотной и щелочной предварительной обработки опилок для усиления осахаривания термофильными целлюлазами» . Revista Mexicana de Ingeniería Química . 19 (Приложение 1): 305–314. дои : 10.24275/rmiq/Bio1702 . ISSN 2395-8472 . S2CID 225313585 .
- ^ Саммер С., Шмидт Р., Хердина А.Н., Крикл И., Мэднер Дж., Грейнер Г., Майер Ф.Дж., Перкманн-Нагеле Н., Штрассль Р. (июль 2020 г.). «Высокая стабильность РНК коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) при минимальных условиях хранения для обнаружения методом ПЦР в реальном времени». стр. 1–9. medRxiv 10.1101/2020.21.07.20158154 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Дворкин М., Фальков С., Розенберг Э., Шлейфер К.Х., Стакебрандт Э., ред. (2006). Прокариоты: Том 7: Протеобактерии: Дельта, подкласс Эпсилон. Глубоко укореняющиеся бактерии . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0-387-30747-3 .
- Священник Ф., Гудфеллоу М., ред. (ноябрь 2000 г.). Прикладная микробная систематика . Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-412-71660-7 .
- Хак И.Ю., Хан М.А., Мунир Б., Хуссейн З., Афзал С., Маджид С. и др. (сентябрь 2012 г.). «Клонирование, характеристика и молекулярный докинг высокотермостабильной β-1,4-глюкозидазы из Thermotoga Petrophila». Биотехнологические письма . 34 (9): 1703–1709. дои : 10.1007/s10529-012-0953-0 . ПМИД 22714267 . S2CID 17477338 .
- [ PubMed ] Соуза Т.А., Сантос Ч.Р., Соуза А.Р., Олдис Д.П., Руллер Р., Праде Р.А. и др. (сентябрь 2011 г.). «Структура новой термостабильной α-L-арабинофуранозидазы GH51 из Thermotoga Petrophila RKU-1» . Белковая наука . 20 (9): 1632–1637. дои : 10.1002/pro.693 . ПМК 3190157 . ПМИД 21796714 .
- Сано С., Ямада Ю., Шинкава Т., Като С., Окада Т., Хигашибата Х., Фудзивара С. (март 2012 г.). «Мутации для создания термостабильной обратной транскриптазы с помощью ДНК-полимеразы бактериального семейства А из Thermotoga Petrophila K4». Журнал бионауки и биоинженерии . 113 (3): 315–321. дои : 10.1016/j.jbiosc.2011.11.001 . ПМИД 22143068 .
