Псевдомонас путида
| Псевдомонас путида | |
|---|---|
| |
| Pseudomonas putida на агаре Кинга . Пиовердин , производимый для сбора железа из окружающей среды , светится под воздействием ультрафиолета. | |
| |
| ДИК-изображение Pseudomonas putida влажных препаратов культуры , 400X. | |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Псевдомонадота |
| Сорт: | Гаммапротеобактерии |
| Заказ: | Псевдомонады |
| Семья: | псевдомонадные |
| Род: | Псевдомонада |
| Разновидность: | П. путида
|
| Биномиальное имя | |
| Псевдомонас путида Тревизан, 1889 г.
| |
| Тип штамма | |
| АТСС 12633 ККУГ 12690 | |
| Синонимы | |
|
Bacillus fluorescens putidus" Flügge 1886 г. | |
Pseudomonas putida — грамотрицательная палочковидная сапрофитная почвенная бактерия . [1] Он имеет универсальный метаболизм и поддается генетическим манипуляциям, что делает его обычным организмом, используемым в исследованиях, биоремедиации и синтезе химических веществ и других соединений.
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) внесло штамм P. putida KT2440 в список сертифицированных систем вектора-хозяина с уровнем безопасности 1 (HV-1), что указывает на то, что его можно безопасно использовать без каких-либо дополнительных мер предосторожности. [2] Таким образом, использование P. putida во многих исследовательских лабораториях предпочтительнее, чем использование некоторых других Pseudomonas видов , таких как, например, Pseudomonas aeruginosa , которая является условно-патогенным микроорганизмом . [1]
История и филогения
[ редактировать ]На основании 16S рРНК анализа было таксономически подтверждено, что P. putida относится к виду Pseudomonas ( sensu stricto ) и помещен вместе с несколькими другими видами в группу P. putida , которой он и дал свое название. [3] Однако филогеномный анализ [4] [5] полных геномов всего рода Pseudomonas ясно показало, что геномы, получившие название P. putida , не образовывали монофилетическую кладу , а были рассредоточены и образовали более широкую эволюционную группу (группу putida), в которую входили и другие виды, такие как P. алкилфенолиа, P. alloputida , P. monteilii , P. cremoricolorata , P. fulva , P. parafulva , P. entomophila , P. mosselii , P. plecoglossicida и несколько геномных видов (новые виды, которые достоверно не определены). [6]
Разновидность P. putida , разлагающей углеводороды , называемая мультиплазмидной Pseudomonas , является первым запатентованным организмом в мире. Поскольку это живой организм, патент был оспорен и передан в Верховный суд США в историческом судебном деле Даймонд против Чакрабарти , которое выиграл изобретатель Ананда Мохан Чакрабарти . Он демонстрирует очень разнообразный метаболизм , включая способность разлагать органические растворители, такие как толуол . [7] Эта способность была использована в биоремедиации или использовании микроорганизмов для разложения загрязнителей окружающей среды.
Геномика
[ редактировать ]Количество белков и содержание GC в (63) геномах, принадлежащих к более широкой эволюционной группе P. putida (согласно филогеномному анализу 494 полных геномов всего рода Pseudomonas ), колеблются в пределах 3748–6780 (в среднем: 5197) и между 58,7–64,4% (в среднем 62,3%) соответственно. [5] Коровый протеом проанализированных 63 геномов (группы P. putida ) включал 1724 белка, из которых только 1 коровый белок был специфичен для этой группы, то есть он отсутствовал у всех остальных проанализированных псевдомонад . [5]
Восстановление и предотвращение повреждений ДНК
[ редактировать ]В P. putita геноме указаны ферменты, которые восстанавливают окислительные повреждения ДНК (окисленный гуанин ) во время стационарной фазы роста, что позволяет избежать мутагенеза . [8] Ферменты, которые участвуют в удалении окисленного гуанина из ДНК P. putata, лишенной углерода, включают гликозилазу MutY и гликозилазу MutM . P. putita также определяет фермент MutT, пирофосфогидролазу , которая превращает 8-oxodGTP в 8-oxodGMP, чтобы предотвратить использование 8-oxodGTP в качестве субстрата репликативной ДНК-полимеразой. [8]
Использование
[ редактировать ]Биоремедиация
[ редактировать ]Разнообразный метаболизм штаммов P. putida дикого типа может быть использован для биоремедиации; например, в лаборатории было показано, что он действует как инокулянт почвы для лечения загрязненных нафталином почв. [9]
Pseudomonas putida способна превращать стирольное масло в биоразлагаемый пластик PHA . [10] [11] Это может быть полезно для эффективной переработки пенополистирола , который в противном случае считался бы не поддающимся биологическому разложению.
Биоконтроль
[ редактировать ]Pseudomonas putida продемонстрировала потенциальные свойства биоконтроля в качестве эффективного антагониста растительных патогенов, таких как Pythium aphanidermatum. [12] и Fusarium oxysporum f.sp. корень- помидор [13]
Признаки использования олигонуклеотидов в геноме P. alloputida KT2440
[ редактировать ]Использование ди- и пентануклеотидов и список наиболее распространенных окта- и тетрадекануклеотидов являются полезными показателями геномной подписи бактерий. Хромосома P. putida КТ2440 характеризуется нитевой симметрией и внутрицепочечной четностью комплементарных олигонуклеотидов. Каждый тетрануклеотид встречается с одинаковой частотой на двух цепях. Использование тетрануклеотидов зависит от содержания G + C и физико-химических ограничений, таких как энергия укладки оснований, угол поворота пропеллера динуклеотида или гибкость тринуклеотида. 105 регионов с атипичным олигонуклеотидным составом можно разделить по характеру использования олигонуклеотидов на категории горизонтально приобретенных генных островов, многодоменных генов или древних регионов, таких как гены рибосомальных белков и РНК. Видоспецифичная внегенная палиндромная последовательность является наиболее распространенным повтором в геноме, который можно использовать для типирования штаммов P. putida . В кодирующей последовательности P. putida LLL является наиболее распространенным трипептидом. [14] Филогеномный анализ реклассифицировал штамм KT2440 в новый вид Pseudomonas alloputida . [6]
Органический синтез
[ редактировать ]Способность Pseudomonas putida к генетическим манипуляциям позволила использовать ее в синтезе многочисленных органических фармацевтических и сельскохозяйственных соединений из различных субстратов. [15]
CBB5 и потребление кофеина
[ редактировать ]Pseudomonas putida CBB5, неинженерная разновидность дикого типа, обнаруженная в почве, может жить на кофеине и, как было замечено, расщепляет кофеин на углекислый газ и аммиак. [16] [17]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Уитмен, Уильям Б; Рейни, Фред; Кемпфер, Питер; Трухильо, Марта; Для Йонсика; ДеВос, Пол; Хедлунд, Брайан; Дедыш, Светлана, ред. (17 апреля 2015 г.). Руководство Берджи по систематике архей и бактерий (1-е изд.). Уайли. дои : 10.1002/9781118960608.gbm01210 . ISBN 978-1-118-96060-8 .
- ^ Камперс, Линде ФК; Волкерс, Рита Дж. М.; Мартинс душ Сантос, Витор АП (14 июня 2019 г.). " Pseudomonas putida <scp>KT</scp> 2440 имеет сертификат <scp>HV</scp> 1, а не <scp>GRAS</scp>" . Микробная биотехнология . 12 (5): 845–848. дои : 10.1111/1751-7915.13443 . ISSN 1751-7915 . ПМК 6680625 . ПМИД 31199068 .
- ^ Анзай; Ким, Х; Пак, JY; Вакабаяси, Х; Ояизу, Х; и др. (июль 2000 г.). «Филогенетическая принадлежность псевдомонад на основе последовательности 16S рРНК». Int J Syst Evol Microbiol . 50 (4): 1563–89. дои : 10.1099/00207713-50-4-1563 . ПМИД 10939664 .
- ^ Кешаварз-Тохид, Хиды; Вашерон, Иордания; Дюбо, Одри; Приджент-Комбаре, Клэр; Тахери, приход; Тариги, Саид; Тагави, Сейед Мохсен; Мённ-Локко, Иван; Мюллер, Дэниел (01 июля 2019 г.). «Геномная, филогенетическая и катаболическая повторная оценка клады Pseudomonas putida подтверждает разграничение Pseudomonas alloputida sp. nov., Pseudomonas inefficax sp. nov., Pseudomonas persica sp. nov. и Pseudomonas shirazica sp. nov.» (PDF) . Систематическая и прикладная микробиология . 42 (4): 468–480. дои : 10.1016/j.syapm.2019.04.004 . ISSN 0723-2020 . ПМИД 31122691 . S2CID 155282987 .
- ^ Перейти обратно: а б с Николаидис, Мариос; Моссиалос, Димитрис; Оливер, Стивен Г.; Амуциас, Григориос Д. (24 июля 2020 г.). «Сравнительный анализ основных протеомов основных эволюционных групп Pseudomonas выявляет видоспецифическую адаптацию Pseudomonas aeruginosa и Pseudomonas chromraphis» . Разнообразие . 12 (8): 289. дои : 10.3390/d12080289 . ISSN 1424-2818 .
- ^ Перейти обратно: а б Кешаварз-Тохид; Вашерон, Дж.; Дубост, А; Приджент-Комбаре, К; Тахери, П; Тариги, С; Тагави, С.М.; Мённ-Локко, Ю; Мюллер, Д; и др. (май 2019 г.). «Геномная, филогенетическая и катаболическая повторная оценка клады Pseudomonas putida подтверждает разграничение Pseudomonas alloputida sp. nov., Pseudomonas inefficax sp. nov., Pseudomonas persica sp. nov. и Pseudomonas shirazica sp. nov . Syst Appl Микробиол . 42 (Часть 1): 468–480. дои : 10.1016/j.syapm.2019.04.004 . ПМИД 31122691 . S2CID 155282987 .
- ^ Маркес, Сильвия; Рамос, Хуан Л. (1993). «Транкрипционный контроль катаболических путей плазмиды Pseudomonas putida TOL». Молекулярная микробиология . 9 (5): 923–9. дои : 10.1111/j.1365-2958.1993.tb01222.x . ПМИД 7934920 . S2CID 20663917 .
- ^ Перейти обратно: а б Саумаа С., Товер А., Тарк М., Тегова Р., Кивисаар М. (август 2007 г.). «Системы защиты от окислительного повреждения ДНК во избежание стационарно-фазового мутагенеза у Pseudomonas putida». J Бактериол . 189 (15): 5504–14. дои : 10.1128/JB.00518-07 . ПМИД 17545288 .
- ^ Гомес, Северная Каролина; Кошелева И.А.; Авраам, WR; Смолла, К. (2005). «Влияние инокулянта-штамма Pseudomonas putida KT2442 (pNF142) и загрязнения нафталином на почвенное бактериальное сообщество» . ФЭМС Микробиология Экология . 54 (1): 21–33. дои : 10.1016/j.femsec.2005.02.005 . ПМИД 16329969 .
- ^ Бритт, Роберт Рой (7 марта 2006 г.). «Бессмертный пенополистирол встречает своего врага» . www.livscience.com . Архивировано из оригинала 4 ноября 2021 года . Проверено 4 ноября 2021 г.
- ^ Уорд, PG; Гофф, М; Доннер, М; Каминский, В; О'Коннор, Кентукки (2006). «Двухэтапное химико-биотехнологическое преобразование полистирола в биоразлагаемый термопласт». Экологические науки и технологии . 40 (7): 2433–7. Бибкод : 2006EnST...40.2433W . дои : 10.1021/es0517668 . ПМИД 16649270 .
- ^ Амер, Джорджия; Утхеде, Р.С. (2000). «Разработка рецептур биологических средств для борьбы с корневыми гнилями салата и огурца». Канадский журнал микробиологии . 46 (9): 809–16. дои : 10.1139/w00-063 . ПМИД 11006841 .
- ^ Валидов С; Камилова, Ф; Ци, С; Стефан, Д; Ван, Джей-Джей; Макарова Н.; Лугтенберг, Б. (2007). «Отбор бактерий, способных контролировать Fusarium oxysporum f. Sp. Radicis-lycopersici в субстрате из каменной ваты». Журнал прикладной микробиологии . 102 (2): 461–71. дои : 10.1111/j.1365-2672.2006.03083.x . ПМИД 17241352 . S2CID 3098008 .
- ^ Корнелис, Пьер, изд. (2008). Pseudomonas: геномика и молекулярная биология (1-е изд.). Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-19-6 . Архивировано из оригинала 12 сентября 2016 г. Проверено 24 сентября 2007 г.
- ^ Поблете-Кастро, Игнасио; Беккер, Джудит; Донт, Катрин; дос Сантос, Витор Мартинс; Виттманн, Кристоф (март 2012 г.). «Промышленная биотехнология Pseudomonas putida и родственных видов» . Прикладная микробиология и биотехнология . 93 (6): 2279–2290. дои : 10.1007/s00253-012-3928-0 . hdl : 10033/246536 . ISSN 0175-7598 . ПМИД 22350258 . S2CID 253775454 . Архивировано из оригинала 15 марта 2023 г. Проверено 19 февраля 2023 г.
- ^ Хармон, Кэтрин. «Недавно открытые бактерии живут на кофеине» . Сеть блогов Scientific American . Архивировано из оригинала 04.11.2021 . Проверено 4 ноября 2021 г.
- ^ Саммерс, РМ; Луи, ТМ; Ю, КЛ; Субраманиан, М (2011). «Характеристика негемовой железо-N-деметилазы широкой специфичности из Pseudomonas putida CBB5, способной использовать несколько пуриновых алкалоидов в качестве единственного источника углерода и азота» . Микробиология . 157 (Часть 2): 583–92. дои : 10.1099/mic.0.043612-0 . ПМИД 20966097 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Резюме оценки риска, CEPA 1999. Pseudomonas putida CR30RNSLL(pADPTel) .
- Pseudomonas putida является примером Rhizobacterium, способствующего росту растений, который производит вещества, хелатирующие железо.
- Типовой штамм Pseudomonas putida в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию