Термотога нафтофила

Термотога нафтофила
Научная классификация
Домен:	Бактерии
Тип:	Термотогота
Сорт:	Термотоги
Заказ:	Термотогалес
Семья:	Термотоговые
Род:	Термотога
Разновидность:	Т. нафтофила
Биномиальное имя
	Термотога нафтофила ; Такахата и др. 2001 г.

Thermotoga naphthophila — гипертермофильный , анаэробный, неспорообразующий , палочковидный ферментативный гетеротроф , с типовым штаммом РКУ-10. ^Т. ^{[ 1 ]}

Таксономия

Таксономическое значение

Таксономическая информация для Thermotoga naphthophila следующая: Домен, Бактерии. ^{[ 2 ]}; Тип Термотоги ^{[ 3 ]} ; Заказать, Термотогалес ^{[ 3 ]} ^; Семейство Термотоговые. ^{[ 4 ]} ; Род Термотога. ^{[ 4 ]}; Виды, T. naphthophila ^{[ 3 ]} . Thermotoga naphthophila — анаэроб , фиксирующий соединения серы, гипертермофил . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Видовое название изначально греческое . Термин «нафта» означает легкое нефтяное вещество, которое разбавляет минералы до битума, а «-филос» означает любовь. Такой перевод названия вида в совокупности образует «битумолюбивый». ^{[ 3 ]}^{[ 5 ]}

Филогения

Thermotoga naphthophila встречается в штаммах типов RKU-10, DSM-13996 и JCM-10882T. Размер клеток T. naphthophila колеблется в пределах 2-7 микрометров ( $\mu$ м) длиннее на 0,7- 1,0 $\mu$ м шириной. ^{[ 3 ]} По 16S рДНК последовательностям является Thermotoga Petrophila наиболее близким родственником T.naphthophila , штамм RKU-1 . ^{[ 3 ]} к другим близким родственникам T. naphthophila относятся Thermotoga maritima и Thermotoga neapolitan . Согласно анализу 16S рДНК, ^{[ 3 ]} У T. maritima в среднем 5 $\mu$ длина м . ^{[ 6 ]} Штаммы, выделенные из нефтяных резервуаров, но не считающиеся частью T. naphthophila, клады включают следующие виды: T. subterranean , T. hypogea и T. elfii . ^{[ 3 ]}

Открытие

Нафтофил Термотога был открыт Такахатой и др. в подземном нефтяном резервуаре Кубики в Ниигате, Япония. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 5 ]} Этот организм был обнаружен вместе с другой бактерией под названием Thermotoga Petrophila , RKU-1. ^{[ 3 ]}. Для транспортировки образцов видов их помещали в стерильные стеклянные флаконы в боксы-холодильники со льдом. ^{[ 3 ]} По прибытии в лабораторию виды были изолированы на среде, состоящей из 0,2% дрожжевого экстракта в искусственной морской воде при pH 7. ^{[ 3 ]} Соляную кислоту (HCl) добавляли к образцу при комнатной температуре после удаления дрожжевого экстракта. Контейнеры с жидкой средой помещали в пробирки емкостью 30 миллилитров и затем подвергали воздействию тепла медной печи, восстановленной H _{2 ,} с бескислородным азотом. ^{[ 3 ]} Затем сульфид натрия доводил pH среды до диапазона 6,9-7,1 и виды очищали с помощью посева Gelrite, заменителя агара. ^{[ 3 ]} Thermotoga naphthophila естественным образом имеет диапазон pH роста 5,4-9,0, но оптимально предпочитает pH 7,0. ^{[ 3 ]}

Методы воздействия

Диапазоны толерантности Thermotoga naphthophila к pH и концентрациям хлорида натрия (NaCl) были определены с использованием инокулированных YE-сред, инкубированных при 80°C для наблюдения за ростом вида. ^{[ 3 ]} Такахата и др. подвергли бактерии воздействию различных буферов, чтобы лучше понять влияние pH. Для выявления роста видов в средах объемом 10 мл использовали различные газовые фазы. ^{[ 3 ]} Кроме того, рост видов подвергался воздействию 1% целлюлозы , керосина, легкой нефти, хитина , сырой нефти и тяжелой нефти А в двух экземплярах сред по 30 мл. ^{[ 3 ]} Такахата и др. использовали высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ) и концентрации гуанина и цитозина (ГХ) для сбора данных о продуктах метаболизма этого вида. Акцепторы электронов, такие как сульфат, тиосульфат и элементарная сера, были исследованы на средах на основе YE. ^{[ 3 ]} Метод полимеразной цепной реакции ( ПЦР ) использовался для амплификации базовой последовательности ДНК и сбора гена субъединицы гиразы B ( gyrB ) из истинных микроорганизмов, идентифицированных выше. ^{[ 3 ]}

Предварительные характеристики

Оптимальный рост

Thermotoga naphthophila и T. petropila могут расти при температуре 47–88°C на дрожжевом экстракте, пептоне, глюкозе, фруктозе, рибозе, арабинозе, сахарозе, лактозе, мальтозе и крахмале в качестве единственных источников углерода. ^{[ 3 ]} В присутствии тиосульфата рост Т. петрофилы ингибируется, а рост Т. нафтофилы продолжается. Элементарная сера может быть восстановлена до сероводорода как с помощью T. petrophila, так и с помощью T. naphthophila . ^{[ 3 ]} По данным Такахаты и др. (2000), эти два вида более филогенетически связаны, чем любые другие виды Thermotoga , из-за использования сахара, воздействия элементарной серы и тиосульфата.

Геномика

Thermotoga naphthophila — палочковидный вид. ^{[ 3 ]} У него 2-7 $\mu$ м в длину на 0,8-1,2 $\mu$ м в ширину и множеством жгутиков . ^{[ 3 ]}^{[ 5 ]} Он также обладает уникальной морфологической чертой, эксклюзивной для рода Thermotoga, — внешней оболочкой, получившей название «тога». ^{[ 3 ]} T. naphthophila — гипертермофил с оптимальной температурой 80 °C (176 °F), но может выжить при 48–86 °C (118–187 °F). ^{[ 3 ]}^{[ 5 ]}^{[ 7 ]} По данным анализа последовательности 16S рДНК, содержание 1 809 823 GC составило 46,1 мол%, что повышает термостабильность ДНК . ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Метаболизм

Thermotoga naphthophila требует дрожжевого экстракта, пептона, глюкозы, галактозы, фруктозы, маннита, рибозы, арабинозы, сахарозы, лактозы, мальтозы или крахмала в качестве единственного источника углерода и энергии для удовлетворения потребностей в питательных веществах. ^{[ 3 ]} Thermotoga naphthophila не могла выжить на белках, аминокислотах, органических кислотах, спиртах, хитине или углеводородах в качестве единственного источника углерода и энергии. ^{[ 3 ]} По данным Такахаты и др., конечными продуктами ферментации глюкозы являются лактат, ацетат, углекислый газ и газообразный водород. Thermotoga naphthophila уникальна по сравнению с T. petropila тем, что она восстанавливает элементарную серу до сероводорода, но в присутствии элементарной серы скорость ее роста и выход клеток снижаются. ^{[ 3 ]} T. naphthophila также восстанавливает тиосульфат до сероводорода с меньшей скоростью. ^{[ 3 ]} не влияет на скорость роста микробов и выход клеток Согласно ранее упомянутой статье, присутствие тиосульфата .

Патогенность

Ни одно известное исследование не выявило naphthophila патогенность Thermotoga . ^{[ 3 ]} Такахата и др. наблюдали чувствительность организма к различным антибиотикам на чашках с агаром в течение 7 дней при температуре 70 ° С. Т. naphthophila чувствительна к 100 мкг рифампицина , стрептомицина , ванкомицина или хлорамфеникола на миллилитр. ^{[ 3 ]} Thermotoga naphthophila — уникальный вид рода Thermotoga, поскольку это один из двух известных Thermotogales , в геноме которых имеется оперон , кодирующий транспортер сахара (PTS) фосфотрансферазной системы. ^{[ 3 ]}^{[ 8 ]} PTS — это многокомпонентная система, открытая Солом Роузманом в 1964 году. PTS включает ферменты плазматической мембраны и цитоплазмы. ^{[ 8 ]} Он используется бактериями для активного транспорта для потребления сахара, используя фосфоенолпируват (ФЭП) в качестве источника энергии. ^{[ 3 ]}^{[ 8 ]} Единственная другая известная компания Thermotoga с транспортером сахара PTS - это Thermotoga sp. РК2. ^{[ 8 ]}

Значение

Thermotoga naphthophila RKU-10 и Thermotoga petropila RKU-1, поскольку оба были обнаружены в одном и том же районе, они могут предоставить первую информацию о распределении генов, которое происходит посредством горизонтального переноса генов ( HGT ) в гидротермальных экосистемах. ^{[ 9 ]} Микробы отряда Thermotogales используются в процессах химической и пищевой промышленности из-за их чрезвычайной термофильной активности. ^{[ 10 ]}

Thermotoga naphthophila RKU-10 использовалась для клонирования гена β-галактозидазы, который классифицируется как член семейства GH-42. ^{[ 11 ]}^,. ^{[ 12 ]} Уоллес и др. (2015) использовали ген β-галактозидазы для облегчения токсичности лекарств от рака желудочно-кишечного тракта, наблюдая за структурами и ингибированием микробиома β-глюкуронидазы , который связан с геном у Thermotoga naphthophila . ^{[ 12 ]}

Ссылки

^ Ю. Такахата ; М. Нисидзима ; Т. Хоаки и Т. Маруяма (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 ^с Блёхль, Э.; Бургграф, С.; Фиала, Г.; Лауэрер, Г.; Хубер, Р.; Зегерер, А.; Стеттер, КО; Фёлкль, П. (1995). «Выделение, таксономия и филогения гипертермофильных микроорганизмов». World J Microbiol Biotechnol . 11 (1): 9–16. дои : 10.1007/BF00339133 . ПМИД 24414408 . S2CID 22064388 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р ^с ^т ^в ^v ^В ^х ^и ^С ^аа ^аб ^и ^{объявление} ^но ^из ^в ^ах ^есть ^также Такахата, Ю; Нисидзима, М; Хоаки, Т; Маруяма, Т. (1 января 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 (5): 1901–1909. дои : 10.1099/00207713-51-5-1901 . ПМИД 11594624 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Запись в базе данных, показывающая размер генома» . KEGG.Genome Net . Центр биоинформатики Киотского университета. 15 марта 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Такахата, Ю.; Нисидзима, М.; Хоаки, Т.; Маруяма, Т. (2000). «Распределение и физиологические характеристики гипертермофилов в нефтяном резервуаре Кубики в Ниигате, Япония» . Appl Environ Microbiol . 66 (1): 73–79. Бибкод : 2000ApEnM..66...73T . дои : 10.1128/аэм.66.1.73-79.2000 . ПМК 91787 . ПМИД 10618205 .
^ Хубер, Р.; Лэнгуорси, штат Калифорния; Кениг, Х.; Томм, М.; Вёзе, ЧР; Слейтр, УБ; Стеттер, нокаут (1986). «Thermotoga maritima sp. nov. представляет собой новый род уникальных чрезвычайно термофильных эубактерий, растущих до температуры 90 мС». Арка Микробиол . 144 (4): 324–333. дои : 10.1007/bf00409880 . S2CID 12709437 .
^ Суитерс, Кристен С.; ДиПиппо, Джонатан Л.; Брюс, Дэвид С.; Деттер, Кристофер; Тапиа, Роксана; Хан, Шуньшэн; Сондерс, Элизабет; Гудвин, Линн А.; Хан, Джеймс (15 октября 2011 г.). «Последовательность генома Thermotoga sp. Штамм RQ2, гипертермофильной бактерии, выделенной из геотермально нагреваемой области морского дна недалеко от Рибейра-Квенте, Азорские острова» . Журнал бактериологии . 193 (20): 5869–5870. дои : 10.1128/JB.05923-11 . ISSN 0021-9193 . ПМЦ 3187219 . ПМИД 21952543 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Брэмли, штат ХФ; Корнберг, Х.Л. (1 июля 1987 г.). «Гомологии последовательностей между белками бактериальных фосфоенолпируват-зависимых сахарофосфотрансферазных систем: идентификация возможных фосфатсодержащих остатков гистидина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 84 (14): 4777–4780. Бибкод : 1987PNAS...84.4777B . дои : 10.1073/pnas.84.14.4777 . ISSN 0027-8424 . ПМК 305188 . ПМИД 3299373 .
^ «Дом – Термотога нафтофила РКУ-10» . genome.jgi.doe.gov . Проверено 4 апреля 2017 г.
^ «Термотога» . МикробВики . Проверено 4 апреля 2017 г.
^ Конг, Фанси; Ван, Ецин; Цао, Шугуй; Гао, Ренджун; Се, Гуйцю (01 мая 2014 г.). «Клонирование, очистка и характеристика термостабильной β-галактозидазы Thermotoga naphthophila RUK-10». Технологическая биохимия . 49 (5): 775–782. дои : 10.1016/j.procbio.2014.02.008 .
^ Jump up to: ^а ^б Уоллес, Брет Д.; Робертс, Адам Б.; Поллет, Ребекка М.; Ингл, Джеймс Д.; Бирнат, Кристен А.; Пеллок, Сэмюэл Дж.; Венкатеш, Мадху Кумар; Гатри, Лия; О'Нил, Сара К. (17 сентября 2015 г.). «Структура и ингибирование микробиомных β-глюкуронидаз, необходимых для снижения токсичности противораковых лекарств» . Химия и биология . 22 (9): 1238–1249. doi : 10.1016/j.chembiol.2015.08.005 . ПМЦ 4575908 . ПМИД 26364932 .

Дальнейшее чтение

Дворкин, Мартин и Стэнли Фалькоу, ред. Прокариоты: Том. 7: Протеобактерии: подклассы Дельта и Эпсилон. Глубоко укореняющиеся бактерии. Том. 7. Спрингер, 2006.
Прист, Фергус Г. и Майкл Гудфеллоу, ред. Прикладная микробная систематика. Спрингер, 2000.
Суитерс, Канзас; ДиПиппо, JL; Брюс, округ Колумбия; Деттер, К.; Тапиа, Р.; Хан, С.; Сондерс, Э.; Гудвин, Луизиана; Хан, Дж.; Войк, Т.; Питлак, С.; Пеннаккио, Л.; Нолан, М.; Михайлова Н.; Ликидис, А.; Земля, МЛ; Бреттин, Т.; Стеттер, КО; Нельсон, Кентукки; Гогартен, JP; Нолл, К.М. (2011). «Последовательность генома Thermotoga sp. Штамм RQ2, гипертермофильной бактерии, выделенной из геотермально нагреваемой области морского дна недалеко от Рибейра-Квенте, Азорские острова» . Журнал бактериологии . 193 (20): 5869–5870. дои : 10.1128/JB.05923-11 . ISSN 0021-9193 . ПМЦ 3187219 . ПМИД 21952543 .

Внешние ссылки

[1] Ю. Такахата ; М. Нисидзима ; Т. Хоаки и Т. Маруяма (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 .

[:0-2] Jump up to: ^а ^б ^с Блёхль, Э.; Бургграф, С.; Фиала, Г.; Лауэрер, Г.; Хубер, Р.; Зегерер, А.; Стеттер, КО; Фёлкль, П. (1995). «Выделение, таксономия и филогения гипертермофильных микроорганизмов». World J Microbiol Biotechnol . 11 (1): 9–16. дои : 10.1007/BF00339133 . ПМИД 24414408 . S2CID 22064388 .

[:1-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р ^с ^т ^в ^v ^В ^х ^и ^С ^аа ^аб ^и ^{объявление} ^но ^из ^в ^ах ^есть ^также Такахата, Ю; Нисидзима, М; Хоаки, Т; Маруяма, Т. (1 января 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 (5): 1901–1909. дои : 10.1099/00207713-51-5-1901 . ПМИД 11594624 .

[:2-4] Jump up to: ^а ^б ^с «Запись в базе данных, показывающая размер генома» . KEGG.Genome Net . Центр биоинформатики Киотского университета. 15 марта 2017 г.

[:3-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Такахата, Ю.; Нисидзима, М.; Хоаки, Т.; Маруяма, Т. (2000). «Распределение и физиологические характеристики гипертермофилов в нефтяном резервуаре Кубики в Ниигате, Япония» . Appl Environ Microbiol . 66 (1): 73–79. Бибкод : 2000ApEnM..66...73T . дои : 10.1128/аэм.66.1.73-79.2000 . ПМК 91787 . ПМИД 10618205 .

[6] Хубер, Р.; Лэнгуорси, штат Калифорния; Кениг, Х.; Томм, М.; Вёзе, ЧР; Слейтр, УБ; Стеттер, нокаут (1986). «Thermotoga maritima sp. nov. представляет собой новый род уникальных чрезвычайно термофильных эубактерий, растущих до температуры 90 мС». Арка Микробиол . 144 (4): 324–333. дои : 10.1007/bf00409880 . S2CID 12709437 .

[7] Суитерс, Кристен С.; ДиПиппо, Джонатан Л.; Брюс, Дэвид С.; Деттер, Кристофер; Тапиа, Роксана; Хан, Шуньшэн; Сондерс, Элизабет; Гудвин, Линн А.; Хан, Джеймс (15 октября 2011 г.). «Последовательность генома Thermotoga sp. Штамм RQ2, гипертермофильной бактерии, выделенной из геотермально нагреваемой области морского дна недалеко от Рибейра-Квенте, Азорские острова» . Журнал бактериологии . 193 (20): 5869–5870. дои : 10.1128/JB.05923-11 . ISSN 0021-9193 . ПМЦ 3187219 . ПМИД 21952543 .

[:4-8] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Брэмли, штат ХФ; Корнберг, Х.Л. (1 июля 1987 г.). «Гомологии последовательностей между белками бактериальных фосфоенолпируват-зависимых сахарофосфотрансферазных систем: идентификация возможных фосфатсодержащих остатков гистидина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 84 (14): 4777–4780. Бибкод : 1987PNAS...84.4777B . дои : 10.1073/pnas.84.14.4777 . ISSN 0027-8424 . ПМК 305188 . ПМИД 3299373 .

[9] «Дом – Термотога нафтофила РКУ-10» . genome.jgi.doe.gov . Проверено 4 апреля 2017 г.

[10] «Термотога» . МикробВики . Проверено 4 апреля 2017 г.

[:5-11] Конг, Фанси; Ван, Ецин; Цао, Шугуй; Гао, Ренджун; Се, Гуйцю (01 мая 2014 г.). «Клонирование, очистка и характеристика термостабильной β-галактозидазы Thermotoga naphthophila RUK-10». Технологическая биохимия . 49 (5): 775–782. дои : 10.1016/j.procbio.2014.02.008 .

[:6-12] Jump up to: ^а ^б Уоллес, Брет Д.; Робертс, Адам Б.; Поллет, Ребекка М.; Ингл, Джеймс Д.; Бирнат, Кристен А.; Пеллок, Сэмюэл Дж.; Венкатеш, Мадху Кумар; Гатри, Лия; О'Нил, Сара К. (17 сентября 2015 г.). «Структура и ингибирование микробиомных β-глюкуронидаз, необходимых для снижения токсичности противораковых лекарств» . Химия и биология . 22 (9): 1238–1249. doi : 10.1016/j.chembiol.2015.08.005 . ПМЦ 4575908 . ПМИД 26364932 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]