Простекохлор эстуарий
| Простекохлор эстуарий | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Хлоробиота |
| Сорт: | «Хлоробия» |
| Заказ: | Хлоробиалесы |
| Семья: | Хлоробиевые |
| Род: | Простекохлорис |
| Разновидность: | П. эстуарии
|
| Биномиальное имя | |
| Простекохлор эстуарий Горленко, 1970, исправ. Имхофф, 2003 г.
| |
Prosthecochromis aestuarii — зеленая серобактерия рода Prosthecochromis . Первоначально этот организм был выделен из солоноватых лагун, расположенных в Сасык-Сиваше и Сиваше . [ 1 ] Для них характерно наличие «протез» на поверхности клеток; Во внутренней части этих придатков находится фотосинтетический аппарат в хлоросомах , которые являются характерными структурами зеленых серобактерий. Кроме того, как и другие зеленые серобактерии, они грамотрицательны , неподвижны и не образуют спор. [ 1 ] Из четырех основных групп зеленых серобактерий P. aestuarii служит типовым видом для группы 4. [ 2 ]
Морфология клеток
[ редактировать ]P. aestuarii Отмечается, что имеет более эллипсоидную форму, но после деления клеток может приобретать сферическую форму. Кроме того, они могут иметь ширину от 0,5 до 0,7 микрона и длину от 1,0 до 1,2 микрона, а отдельные клетки могут производить до 20 придатков протеза. Эти протезы могут выходить за пределы поверхности клеток еще на 0,1–1,7 микрона, но их диаметр обычно небольшой — от 0,1 до 0,17 микрон. [ 1 ] Было обнаружено, что длина протезов может зависеть от интенсивности света, при котором P. aestuarii . растет [ 3 ]
Также было отмечено, что клетки P. aestuarii образуют нитевидные структуры, когда клеточные деления не полностью завершены. [ 1 ]
Филогения
[ редактировать ]Несколько анализов эволюционных взаимоотношений между зелеными серными бактериями показали, что P. aestuarii последовательно сочетается с другими видами Prosthecochromis . Они, как правило, принадлежат к отдельной кладе, отдельной от других ключевых родов, таких как Chlorobaculum , Chlorobium или Pelodictyon. [ 2 ] [ 4 ]
Фотосинтез
[ редактировать ]Как и все другие зеленые серобактерии, P. aestuarii получает энергию посредством процесса, называемого аноксигенным фотосинтезом . Их основным пигментом является бактериохлорофилл c, придающий культурам зеленый вид; однако с возрастом культуры могут стать грязно-зелеными/коричневыми или белыми с накоплением элементарной серы. [ 1 ] Они могут использовать электроны от различных доноров электронов, включая сульфид, элементарную серу, и хотя P. aestuarii не может использовать тиосульфат, [ 1 ] другие штаммы Prosthecochromis также могут использовать этот донор электронов. [ 5 ]
Являясь представителем зеленых серобактерий, P. aestuarii содержит только Фотосистему I. [ 6 ] [ 7 ] I типа . реакционный центр внутри которого находится [ 5 ] Электроны от восстановленного соединения серы передаются через менахинон, цитохрома bc1 , комплекс комплекс цитохрома с и, наконец, к пигменту реакционного центра. Электроны продолжают передаваться по цепочке акцепторов, когда пигмент возбуждается фотонами , включая кластеры железа и серы , внутри реакционного центра, пока, наконец, не передаются белку ферредоксина . Электроны могут быть далее перенесены на НАД с помощью фермента ферредоксин-НАДФ+редуктазы. [ 7 ]
Другие ключевые метаболизмы
[ редактировать ]Окисление серы
[ редактировать ]Как уже отмечалось, восстановленные соединения серы обеспечивают электроны для фотосинтеза и последующей фиксации углерода. [ 1 ]
Сульфид:хиноноксидоредуктаза
[ редактировать ]Сульфид:хиноноксидоредуктаза (SQR) обнаружена во многих зеленых серобактериях и обычно отвечает за первые стадии окисления сульфида. Этот фермент катализирует первоначальный перенос электронов от сульфида к менахинону при фотосинтезе. [ 5 ]
Диссимиляционная сульфитредуктаза
[ редактировать ]Большинство зеленых серных бактерий имеют оперон, кодирующий гены диссимиляционной сульфитредуктазы (DSR), отвечающие за окисление сульфида. [ 8 ] DsrEFH переносит атом серы на DsrC, образуя DsrC-трисульфид. Окисление до сульфита катализируется комплексом DsrAB. Другие части пути Dsr способствуют образованию пулов хинонов по всей клетке. [ 9 ]
Мембраносвязанная оксидоредуктаза, взаимодействующая с хиноном
[ редактировать ]Заключительная стадия окисления от сульфита до сульфата обычно осуществляется с помощью взаимодействующего с хиноном мембраносвязанного комплекса оксидоредуктазы (Qmo) / APS-редуктазы (Apr) / сульфатаденилилтрансферазы (Sat), [ 9 ] однако эти гены отсутствуют в геноме P. aestuarii. [ 10 ]
Предыдущие эксперименты по выращиванию показали, что элементарная сера, по-видимому, является основным побочным продуктом окисления серы, при этом сульфит и сульфат после роста находятся ниже уровня обнаружения. [ 11 ] Способен ли P. aestuarii к полному окислению сульфата, все еще остается предметом споров.
Фиксация углерода
[ редактировать ]Как и другие зеленые серные бактерии, P. aestuarii фиксирует углерод посредством обратного цикла трикарбоновых кислот (rTCA) (также известного как обратный цикл Кребса). Углекислый газ (CO 2 ) или бикарбонат (HCO 3 - ) и электроны восстановленных ферредоксинов могут быть использованы для синтеза ацетил-КоА . Этот путь характеризуется наличием АТФ-зависимой цитратлиазы, которая катализирует расщепление цитрата на ацетил-КоА и оксалоацетат . Этот фермент заменяет цитратсинтазу , присутствующую в каноническом цикле ТСА . [ 5 ]
Фиксация азота
[ редактировать ]P. aestuarii — диазотроф , способный связывать динитрог в аммиак с помощью нитрогеназы и различных кофакторов, кодируемых генами nif . [ 12 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Горленко В.М. (1969). «Новая фототрофная зеленая серная бактерия. Prosthecochromis aestuarii nov. gen. nov. spec». Журнал общей микробиологии . 10 (2): 147–149. дои : 10.1002/jobm.19700100207 . ПМИД 5453898 .
- ^ Перейти обратно: а б Имхофф Дж. Ф. (июль 2003 г.). «Филогенетическая таксономия семейства Chlorobiaceae на основе последовательностей генов 16S рРНК и fmo (белок Фенны-Мэттьюза-Олсона)» (PDF) . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 53 (Часть 4): 941–951. дои : 10.1099/ijs.0.02403-0 . ПМИД 12892110 .
- ^ Гийоно Р., Боррего К.М., Мартинес-Планельс А., Бютенхейс Э.Т., Гарсиа-Хиль Л.Дж. (октябрь 2001 г.). «Световые реакции зеленой серной бактерии Prosthecochromis aestuarii: изменения длины протезов, ультраструктуры и пигментного состава антенны». Архив микробиологии . 176 (4): 278–284. дои : 10.1007/s002030100320 . ПМИД 11685372 .
- ^ Брайант Д.А., Лю З., Ли Т., Чжао Ф., Гарсия Костас А.М., Клатт К.Г. и др. (2011). «Сравнительная и функциональная геномика аноксигенных бактерий рода Taxa Chlorobi, Chloroflexi и Acidobacteria». В Бернап Р., Вермаас В. (ред.). Функциональная геномика и эволюция фотосинтетических систем (1-е изд.). Спрингер Дордрехт. стр. 47–102. ISBN 978-94-007-1532-5 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Брайант Д.А., Лю З. (2013). «Зеленые бактерии: понимание эволюции зеленых бактерий посредством геномного анализа». Достижения в ботанических исследованиях . 66 : 99–150. дои : 10.1016/B978-0-12-397923-0.00004-7 .
- ^ Ханада С (2016). «Аноксигенный фотосинтез — фотохимическая реакция, не способствующая воспроизводству кислорода» . Микробы и окружающая среда . 31 (1): 1–3. doi : 10.1264/jsme2.ME3101rh . ПМЦ 4791109 . ПМИД 27021204 .
- ^ Перейти обратно: а б Джордж Д.М., Винсент А.С., Макки HR (декабрь 2020 г.). «Обзор аноксигенных фототрофных бактерий и их применения в экологической биотехнологии для устойчивого восстановления ресурсов» . Отчеты о биотехнологиях . 28 : e00563. дои : 10.1016/j.btre.2020.e00563 . ПМЦ 7714679 . ПМИД 33304839 .
- ^ Грегерсен Л.Х., Брайант Д.А., Фригаард Н.У. (2011). «Механизмы и эволюция окислительного обмена серы у зеленых серобактерий» . Границы микробиологии . 2 : 116. дои : 10.3389/fmicb.2011.00116 . ПМК 3153061 . ПМИД 21833341 .
- ^ Перейти обратно: а б Нойкирхен С., Соуза, Флорида (июль 2021 г.). «DiSCo: основанный на последовательностях типоспецифичный предиктор Dsr-зависимого диссимиляционного метаболизма серы в микробных данных» . Микробная геномика . 7 (7). дои : 10.1099/mgen.0.000603 . ПМЦ 8477390 . ПМИД 34241589 .
- ^ «Сборка генома ASM2062v1» . Национальный центр биотехнологической информации . Объединенный институт генома Министерства энергетики США. 2008.
- ^ Такашима Т., Нишики Т., Кониси Ю. (2000). «Анаэробное окисление растворенного сероводорода в непрерывной культуре фототрофной бактерии Prosthecochromis aestuarii». Журнал бионауки и биоинженерии . 89 (3): 247–251. дои : 10.1016/S1389-1723(00)88827-1 . ПМИД 16232737 .
- ^ Койрала А., Брезель В.С. (август 2021 г.). «Филогения структурных и сборочных компонентов нитрогеназы открывает новое понимание происхождения и распределения азотфиксации среди бактерий и архей» . Микроорганизмы . 9 (8): 1662. doi : 10.3390/microorganisms9081662 . ПМЦ 8399215 . ПМИД 34442741 .