Аквифекс

Аквифекс
Научная классификация
Домен:	Бактерии
Тип:	Аквификота
Заказ:	Аквификалес
Семья:	Водоносные
Род:	Аквифекс ; Хубер и Стеттер , 1992 г.
Типовой вид
	Аквифекс пирофилус ; Хубер и Стеттер , 1992 г.
Разновидность
	" А. эоликус " ; А. пирофил ;

Aquifex — бактерий род , принадлежащий к типу Aquificota . Существует один вид Aquifex с действительно опубликованным названием – A.pyrophilus – но « A. aeolicus » иногда считается видом, хотя он не имеет статуса, поскольку данное ему название не было официально или эффективно опубликовано. Аквифекс виды. являются крайними термофилами , лучше всего растут при температуре от 85 ° C до 95 ° C. Они относятся к бактериям, в отличие от других обитателей экстремальных условий, архей . ^{[ 1 ]}

Аквифекс виды. представляют собой палочковидные бактерии длиной от 2 до 6 мкм , диаметром около 0,5 мкм и подвижные. Это неспорообразующие грамотрицательные автотрофы . Aquifex на латыни означает «создатель воды» и относится к тому факту, что его метод дыхания создает воду. Аквифекс склонен образовывать клеточные агрегаты, состоящие из до 100 отдельных клеток.

Аквифекс виды. теплолюбивы и часто растут вблизи подводных вулканов или горячих источников . ^{[ 2 ]} A. aeolicus для выживания необходим кислород , но он может расти при уровне кислорода всего 7,5 частей на миллион. A.pyrophilus может даже расти анаэробно , восстанавливая азот вместо кислорода. Как и другие термофильные бактерии, Aquifex находит важное применение в промышленных процессах.

Геном » « A. aeolicus завершен. ^{[ 3 ]}^,^{[ 4 ]} Это облегчилось тем, что длина генома составляет лишь около трети длины генома E. coli . Сравнение генома A. aeolicus с другими организмами показало, что около 16% его генов произошли из домена Archaea . Считается, что представители этого рода являются одними из самых ранних представителей домена эубактерий.

« A. aeolicus » был обнаружен к северу от Сицилии , а A.pyrophilus впервые был обнаружен к северу от Исландии .

Структура генома

Полный геном A. aeolicus состоит из 1 551 335 пар оснований с более чем 1 500 открытыми рамками считывания (ORF) или хромосомными кодирующими последовательностями. Чрезвычайно большая часть (более 90%) генома представляет собой области, кодирующие белок нет , и значительных некодирующих повторов . Хотя геном A. aeolicus плотный, многие субъединицы ферментов, участвующих в процессах дыхания, находятся в отдельных оперонах . Любое восстановление генома осуществляется белком, подобным ДНК-полимеразе бета, обнаруженным у большинства эукариот. ^{[ 3 ]}

Клеточный метаболизм

Пути дыхания и фиксации Aquifex аналогичны путям других автотрофных бактерий. Фиксация углерода осуществляется с использованием восстановительного цикла ТСА и образует ацетил-КоА, а также многие другие биосинтетические материалы. Многие бактерии используют продукты цикла ТСА по пентозофосфатному пути , пути Энтнера-Дудорова или пути Эмбдена-Мейергофа-Парнаса , однако многие ферменты, необходимые для этих глюконеогенных процессов, не были идентифицированы у A. aeolicus , что позволяет предположить другой путь. быть использован. ^{[ 3 ]}

A. aeolicus для дыхания необходим кислород в концентрациях выше 7,5 частей на миллион, в то время как A.pyrophilus способен дышать азотом, однако оба вида имеют гены нитратредуктазы и переносчика нитратов, расположенные в их геноме. использует ферменты, используемые другими бактериями для дыхания кислородом Aquifex . Присутствуют многие другие оксидоредуктазы , однако их физиологическая роль неизвестна. ^{[ 3 ]} Аквифекс окисляет тиосульфат, молекулярный водород и серу в дыхательных путях. ^{[ 5 ]}

Филогения

Филогенетические деревья, основанные на малых субъединицах рРНК, позволяют предположить, что Aquiificales являются одними из самых ранних бактерий, ответвившихся от архей. Однако филогенетические деревья, основанные на белке, противоречат этому аргументу. ^{[ 6 ]}^{[ 3 ]} Точную филогению определить трудно из-за этого, а также из-за множества горизонтальных переносов генов внутри линии. ^{[ 5 ]} Эти факторы заставляют многих полагать, что тип Aquifex является базальным рядом с Thermotogota , другим гипертермофильным типом, или является частью Campylobacterota , весьма разнообразной группы гидротермальных обитающих видов. ^{[ 7 ]}

Исследовательский потенциал

A. aeolicus используется в качестве модельного организма для гипертермофильных бактерий. Во многих исследованиях изучалась Aquifex способность гидрогеназ осуществлять обратимое окисление дигидрогена ( реакция окисления ) при чрезвычайно высоких температурах. ^{[ 8 ]} Успех свойств гидрогеназ Aquifex делает этот род возможным возобновляемым биокатализатором для топливных элементов на основе водорода. ^{[ 9 ]}

См. также

Ссылки

^ Рейзенбах А.Л. (2001). Бун Д.Р.; Кастенхольц Р.В. (ред.). Aquificae phy. ноябрь в Руководстве Берджи по систематической бактериологии (2-е изд.). Шпрингер-Верлаг, Берлин. стр. 359–367. ISBN 0-683-00603-7 .
^ Мэдиган М; Мартинко Дж., ред. (2005). Брок Биология микроорганизмов (11-е изд.). Прентис Холл . ISBN 0-13-144329-1 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Декерт Дж; и др. (1998). «Полный геном гипертермофильной бактерии Aquifex aeolicus » . Природа . 392 (6674): 353–358. Бибкод : 1998Natur.392..353D . дои : 10.1038/32831 . ПМИД 9537320 .
^ «Полный геном Aquifex aeolicus» . Информация об Aquifex aeolicus VF5 . Архивировано из оригинала 23 февраля 2014 г. Проверено 14 марта 2006 г.
^ Jump up to: ^а ^б Гуираль, Марианна; Прунетти, Лоуренс; Оссиньярг, Клеман; Чаккафава, Александр; Инфосси, Паскаль; Ильберт, Марианна; Ложу, Элизабет; Джудичи-Ортикони, Мари-Тереза (01 января 2012 г.), Пул, Роберт К. (редактор), «Глава четвертая - Гипертермофильная бактерия Aquifex aeolicus: от дыхательных путей к чрезвычайно устойчивым ферментам и биотехнологическим применениям» , «Достижения в области микробиологии» Физиология , Достижения в области бактериальной респираторной физиологии, 61 , Academic Press: 125–194, doi : 10.1016/B978-0-12-394423-8.00004-4 , PMID 23046953 , получено 1 мая 2020 г.
^ Олсен, Гэри Дж. (октябрь 1994 г.). «Архея, Архея, повсюду» . Природа . 371 (6499): 657–658. Бибкод : 1994Natur.371..657O . дои : 10.1038/371657a0 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 7935810 . S2CID 4315522 .
^ Эвли, Роберт Дж. М.; Михан, Конор Дж.; Арчибальд, Джон М.; Бейко, Роберт Г. (1 декабря 2013 г.). «Быть Aquifex aeolicus: распутывать пестрое прошлое гипертермофила» . Геномная биология и эволюция . 5 (12): 2478–2497. дои : 10.1093/gbe/evt195 . ПМЦ 3879981 . ПМИД 24281050 .
^ Панделия, Мария-Эйрини; Ничке, Вольфганг; Инфосси, Паскаль; Джудичи-Ортикони, Мария-Тереза; Билл, Экхард; Любиц, Вольфганг (12 апреля 2011 г.). «Характеристика уникального кластера [FeS] в цепи переноса электронов кислородтолерантной [NiFe] гидрогеназы из Aquifex aeolicus» . Труды Национальной академии наук . 108 (15): 6097–6102. Бибкод : 2011PNAS..108.6097P . дои : 10.1073/pnas.1100610108 . ISSN 0027-8424 . ПМК 3076877 . ПМИД 21444783 .
^ Инфосси, Паскаль; Ложу, Элизабет; Шовен, Жан-Поль; Эрбетта, Гаэтан; Бругна, Мириам; Джудичи-Ортикони, Мария-Тереза (01 октября 2010 г.). «Мембранная гидрогеназа Aquifex aeolicus для биоокисления водорода: роль липидов и физиологических партнеров в стабильности и активности фермента» . Международный журнал водородной энергетики . Индо-французский семинар по биоводороду: от базовых концепций к технологии. 35 (19): 10778–10789. doi : 10.1016/j.ijhydene.2010.02.054 . ISSN 0360-3199 .

Внешние ссылки

Aquifex из микробной вики факультета биологии Кеньонского колледжа, редактируемой студентами.
Прокариоты: развивающийся электронный ресурс для миркобиологического сообщества. 2004. Спрингер-Верлаг Нью-Йорк, ООО.

[1] Рейзенбах А.Л. (2001). Бун Д.Р.; Кастенхольц Р.В. (ред.). Aquificae phy. ноябрь в Руководстве Берджи по систематической бактериологии (2-е изд.). Шпрингер-Верлаг, Берлин. стр. 359–367. ISBN 0-683-00603-7 .

[2] Мэдиган М; Мартинко Дж., ред. (2005). Брок Биология микроорганизмов (11-е изд.). Прентис Холл . ISBN 0-13-144329-1 .

[:0-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Декерт Дж; и др. (1998). «Полный геном гипертермофильной бактерии Aquifex aeolicus » . Природа . 392 (6674): 353–358. Бибкод : 1998Natur.392..353D . дои : 10.1038/32831 . ПМИД 9537320 .

[4] «Полный геном Aquifex aeolicus» . Информация об Aquifex aeolicus VF5 . Архивировано из оригинала 23 февраля 2014 г. Проверено 14 марта 2006 г.

[:1-5] Jump up to: ^а ^б Гуираль, Марианна; Прунетти, Лоуренс; Оссиньярг, Клеман; Чаккафава, Александр; Инфосси, Паскаль; Ильберт, Марианна; Ложу, Элизабет; Джудичи-Ортикони, Мари-Тереза (01 января 2012 г.), Пул, Роберт К. (редактор), «Глава четвертая - Гипертермофильная бактерия Aquifex aeolicus: от дыхательных путей к чрезвычайно устойчивым ферментам и биотехнологическим применениям» , «Достижения в области микробиологии» Физиология , Достижения в области бактериальной респираторной физиологии, 61 , Academic Press: 125–194, doi : 10.1016/B978-0-12-394423-8.00004-4 , PMID 23046953 , получено 1 мая 2020 г.

[6] Олсен, Гэри Дж. (октябрь 1994 г.). «Архея, Архея, повсюду» . Природа . 371 (6499): 657–658. Бибкод : 1994Natur.371..657O . дои : 10.1038/371657a0 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 7935810 . S2CID 4315522 .

[7] Эвли, Роберт Дж. М.; Михан, Конор Дж.; Арчибальд, Джон М.; Бейко, Роберт Г. (1 декабря 2013 г.). «Быть Aquifex aeolicus: распутывать пестрое прошлое гипертермофила» . Геномная биология и эволюция . 5 (12): 2478–2497. дои : 10.1093/gbe/evt195 . ПМЦ 3879981 . ПМИД 24281050 .

[8] Панделия, Мария-Эйрини; Ничке, Вольфганг; Инфосси, Паскаль; Джудичи-Ортикони, Мария-Тереза; Билл, Экхард; Любиц, Вольфганг (12 апреля 2011 г.). «Характеристика уникального кластера [FeS] в цепи переноса электронов кислородтолерантной [NiFe] гидрогеназы из Aquifex aeolicus» . Труды Национальной академии наук . 108 (15): 6097–6102. Бибкод : 2011PNAS..108.6097P . дои : 10.1073/pnas.1100610108 . ISSN 0027-8424 . ПМК 3076877 . ПМИД 21444783 .

[9] Инфосси, Паскаль; Ложу, Элизабет; Шовен, Жан-Поль; Эрбетта, Гаэтан; Бругна, Мириам; Джудичи-Ортикони, Мария-Тереза (01 октября 2010 г.). «Мембранная гидрогеназа Aquifex aeolicus для биоокисления водорода: роль липидов и физиологических партнеров в стабильности и активности фермента» . Международный журнал водородной энергетики . Индо-французский семинар по биоводороду: от базовых концепций к технологии. 35 (19): 10778–10789. doi : 10.1016/j.ijhydene.2010.02.054 . ISSN 0360-3199 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]