Aquifex - Aquifex

Aquifex
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Водные
Учебный класс:
Водные
Заказ:
Aquificales
Семья:
Aquificaceae
Род:
Aquifex

Разновидность

A. aeolicus
A. pyrophilus

Aquifex это бактериальный род, принадлежащий филюм Водные. Есть один вид Aquifex с официально опубликованным именем - A. pyrophilus - но "A. aeolicus "иногда считается видом, хотя у него нет статуса названия, поскольку оно не было официально или эффективно опубликовано. Aquifex виды крайние термофилы, лучше всего растет при температуре от 85 ° C до 95 ° C. Они являются членами Бактерии в отличие от других обитателей экстремальных сред, Археи.[1]

Aquifex виды представляют собой палочковидные бактерии длиной от 2 до 6 мкм, имеют диаметр около 0,5 мкм и подвижны. Они неспорообразующий, Грамотрицательный автотрофы. Aquifex средства производитель воды на латыни, и относится к тому факту, что его метод дыхание создает воду. Aquifex имеют тенденцию образовывать клеточные агрегаты, состоящие из 100 отдельных клеток.

Aquifex виды теплолюбивы и часто растут под водой вулканы или же горячие источники.[2] A. aeolicus требует кислород чтобы выжить, но уровень кислорода может вырасти до 7,5 частей на миллион. A. pyrophilus может даже расти анаэробно за счет сокращения азот вместо кислорода. Как и другие термофильные бактерии, Aquifex имеет важное применение в промышленных процессах.

В геном из "A. aeolicus" завершено.[3],[4] Это было облегчено тем фактом, что длина генома составляет лишь около трети длины генома для Кишечная палочка. Сравнение A. aeolicus генома других организмов показало, что около 16% его генов произошли от Археи домен. Считается, что представители этого рода являются одними из самых ранних представителей домена эубактерий.

"A. aeolicus"был обнаружен к северу от Сицилия, пока A. pyrophilus был впервые найден к северу от Исландия.

Структура генома

Полный геном для A. aeolicus состоит из 1,551,335 пар оснований с более чем 1500 открытые рамки для чтения (ORF) или хромосомные кодирующие последовательности. Чрезвычайно большая часть (более 90%) генома белковые кодирующие области и нет никаких значительных некодирующие повторы. хотя A. aeolicus геном плотный, многие субъединицы ферментов, используемых для процессов дыхания, находятся в отдельных опероны. Любой ремонт генома осуществляется таким белком, как ДНК-полимераза бета найден у большинства эукариот.[3]

Клеточный метаболизм

Aquifex пути дыхания и фиксации используют те же пути, что и другие автотрофный бактерии. Фиксация углерода осуществляется с помощью восстановительного Цикл TCA и образует ацетил-КоА, а также многие другие биосинтетические материалы. Многие бактерии используют продукты из цикла TCA в пентозофосфатный путь и Путь Энтнера-Дудорова или же Дорога Эмбден-Мейерхоф-Парнас однако многие ферменты, необходимые для этих глюконеогенных процессов, не были идентифицированы в A. aeolicus предполагая, что можно использовать другой путь.[3]

A. aeolicus нуждается в кислороде с концентрацией выше 7,5 промилле для дыхания во время A. pyrophilus способен дышать азотом, однако оба вида имеют гены нитратредуктазы и транспортера нитрата, расположенные в их геноме. ферменты, используемые в других бактериях для дыхания кислорода, используются Aquifex. Много других оксидоредуктазы присутствуют, однако их физиологическая роль неизвестна.[3] Aquifex оксиды тиосульфата, молекулярного водорода и серы в дыхательных путях.[5]

Филогения

Филогенетические деревья, основанные на малой субъединице рРНК, предполагают, что Aquificales являются одними из самых ранних бактерий, ответвленных от архей. Однако филогенетические деревья, основанные на белке, противоречат этому аргументу.[6][3] Точную филогению сложно определить из-за этого и многих горизонтальный перенос генов внутри линии.[5] Эти факторы заставляют многих полагать, что тип Aquifex базально рядом с Термотоги, другой гипертермофильный тип, или являются частью Эпсилонпротеобактерии, очень разнообразная группа гидротермальных жилых видов.[7]

Исследовательский потенциал

A. aeolicus используется в качестве модельного организма для гипертермофильных бактерий. Многие исследования смотрели на Aquifex гидрогеназы способность преформировать обратимое окисление дигидрогена (реакция окисления ) при очень высоких температурах.[8] Успех свойств в гидрогеназах Aquifex Отметьте этот род как возможные возобновляемые биокатализаторы для топливных элементов на водородной основе.[9]

Рекомендации

  1. ^ Рейзенбах А.Л. (2001). Бун DR; Castenholz RW (ред.). Aquificae phy. ноя в Руководство Берджи по систематической бактериологии (2-е изд.). Шпрингер-Верлаг, Берлин. С. 359–367. ISBN  0-683-00603-7.
  2. ^ Мэдиган М; Мартинко Дж, ред. (2005). Биология микроорганизмов Брока (11-е изд.). Prentice Hall. ISBN  0-13-144329-1.
  3. ^ а б c d е Deckert G; и другие. (1998). "Полный геном гипертермофильной бактерии Aquifex aeolicus". Природа. 392 (6674): 353–358. Bibcode:1998Натура.392..353D. Дои:10.1038/32831. PMID  9537320.
  4. ^ «Полный геном Aquifex aeolicus». Информация о Aquifex aeolicus VF5. Архивировано из оригинал на 2014-02-23. Получено 2006-03-14.
  5. ^ а б Гираль, Марианна; Прунетти, Лоуренс; Aussignargues, Clément; Чаккафава, Александр; Infossi, Паскаль; Ильбер, Марианна; Лоджу, Элизабет; Джудичи-Ортикони, Мари-Тереза ​​(01.01.2012), Пул, Роберт К. (ред.), «Глава четвертая - Гипертермофильная бактерия Aquifex aeolicus: от респираторных путей до чрезвычайно устойчивых ферментов и биотехнологических применений», Успехи микробной физиологии, Достижения в бактериальной респираторной физиологии, Academic Press, 61, стр. 125–194, получено 2020-05-01
  6. ^ Олсен, Гэри Дж. (Октябрь 1994 г.). «Археи, Археи, везде». Природа. 371 (6499): 657–658. Bibcode:1994Натура.371..657O. Дои:10.1038 / 371657a0. ISSN  1476-4687. PMID  7935810. S2CID  4315522.
  7. ^ Eveleigh, Роберт Дж. М .; Михан, Конор Дж .; Арчибальд, Джон М .; Бейко, Роберт Г. (01.12.2013). "Быть Aquifex aeolicus: распутать пестрое прошлое гипертермофила". Геномная биология и эволюция. 5 (12): 2478–2497. Дои:10.1093 / gbe / evt195. ЧВК  3879981. PMID  24281050.
  8. ^ Панделия, Мария-Эйрини; Ничке, Вольфганг; Infossi, Паскаль; Джудичи-Ортикони, Мария-Тереза; Билл, Экхард; Любиц, Вольфганг (2011-04-12). «Характеристика уникального кластера [FeS] в цепи переноса электрона кислородной толерантной [NiFe] гидрогеназы из Aquifex aeolicus». Труды Национальной академии наук. 108 (15): 6097–6102. Bibcode:2011PNAS..108.6097P. Дои:10.1073 / pnas.1100610108. ISSN  0027-8424. ЧВК  3076877. PMID  21444783.
  9. ^ Infossi, Паскаль; Лоджу, Элизабет; Шовен, Жан-Поль; Гербетт, Гаэтан; Бругна, Мириам; Джудичи-Ортикони, Мария-Тереза ​​(01.10.2010). «Мембранная гидрогеназа Aquifex aeolicus для биоокисления водорода: роль липидов и физиологических партнеров в стабильности и активности ферментов». Международный журнал водородной энергетики. Индо-французский семинар по биогидрогену: от основных понятий к технологии. 35 (19): 10778–10789. Дои:10.1016 / j.ijhydene.2010.02.054. ISSN  0360-3199.

внешняя ссылка

  • Aquifex из редактируемой студентами вики по микробам факультета биологии Кеньонского колледжа.
  • Прокариоты: развивающийся электронный ресурс для миркобиологического сообщества. 2004. Springer-Verlag New York, LLC.