Thermotoga naphthophila - Thermotoga naphthophila - Wikipedia

Thermotoga naphthophila
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Термотоги
Заказ:
Thermotogales
Семья:
Thermotogaceae
Род:
Thermotoga
Разновидность:
Т. нафтофила
Биномиальное имя
Thermotoga naphthophila
Takahata et al. 2001 г.

Thermotoga naphthophila это гипертермофильный, анаэробный, не-спора -формирующий, стержнеобразный ферментативный гетеротроф, с типовой штаммом РКУ-10Т.[1]

Таксономия

Таксономическое значение

Таксономическая информация для Thermotoga naphthophila следующее: Домен, Бактерии[2]; Тип, Термотоги[3] ; Заказ, Thermotogales[3] ; Семья, Thermotogaceae[4] ; Род, Thermotoga[4]; Разновидность, Т. нафтофила[3] . Thermotoga naphthophila - это анаэробный, серосодержащий фиксатор, гипертермофил.[2][3] Название вида изначально Греческий. Термин «нафта» означает легкое нефтяное вещество, которое разбавляет минералы до битума, а «-филос» означает любовь. Этот перевод названия вида образует «любящий битум».[3][5]

Филогения

Thermotoga naphthophila можно найти в типах штаммов RKU-10, DSM-13996 и JCM-10882T. Т. нафтофила размер ячейки колеблется в пределах 2-7 микрометров (м) длинные на 0,7–1,0 м широкий.[3] На основе 16S рДНК последовательности,Thermotoga petrophila, штамм РКУ-1, наиболее близок к Т. нафтофила.[3] Другие близкие родственники Т. нафтофила включают Thermotoga маритима и Thermotoga неаполитанская по данным анализа 16S рДНК.[3] T. maritima в среднем имеет 5м длина.[6] Штаммы, выделенные из нефтяных пластов, но не рассматриваемые отдельно от Т. нафтофила клады включают следующие виды: Т. подземный, Т. hypogea, и T. elfii.[3]

Открытие организма

Т. нафтофила был первоначально обнаружен Такахатой и др. в подземелье Кубики нефтяное месторождение Ниигата, Япония.[2][3][5] Этот организм был найден с другим бактерия называется Thermotoga petrophila, РКУ-1[3]. Для транспортировки образцы видов помещали в стерильные стеклянные флаконы в холодильники со льдом.[3] По прибытии в лабораторию виды были изолированы на среде с 0,2% дрожжевым экстрактом (YE) в искусственной среде. морская вода при pH 7.[3] Соляную кислоту (HCl) добавляли к образцу при комнатной температуре после извлечения дрожжевого экстракта. Емкости с жидкой средой помещали в пробирки емкостью 30 миллилитров (мл) и затем подвергали воздействию H2 снижение нагрева медной печи с помощью бескислородного азота[3] Затем сульфид натрия доводил pH среды до диапазона 6,9-7,1, и частицы очищали с помощью гелритового покрытия, заменителя агара.[3] Thermotoga naphthophila естественно имеет диапазон pH роста 5,4-9,0, но оптимально предпочитает pH 7,0.[3]

Методы воздействия

Т. нафтофила диапазоны толерантности к pH и концентрации хлорида натрия (NaCl) были обнаружены с использованием инокулированных сред YE, инкубированных при 80 ° C для наблюдения за ростом видов.[3] Takahata et.al. подвергали бактерии воздействию различных буферов, чтобы лучше понять влияние pH. Для демонстрации роста видов в 10 мл среды использовали различные газовые фазы.[3] Дополнительно рост вида подвергался 1% целлюлоза, керосин, легкое масло, хитин, сырая нефть и тяжелая нефть A в дубликатах по 30 мл среды.[3] Takahata et.al. использовал высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) и концентрации гуанина и цитозина (ГХ) для сбора данных о продуктах метаболизма у видов. Акцепторы электронов, такие как сульфат, тиосульфат и элементарная сера, были исследованы на средах на основе YE.[3] Полимеразная цепная реакция (ПЦР ) метод был использован для амплификации последовательности оснований ДНК и сбора гиразы B (gyrB ) субъединицы гена от настоящих микроорганизмов, указанных выше.[3]

Предварительные характеристики

Оптимальный рост

Т. нафтофила и Т. петрофила может расти при температурах от 47 до 88 ° C на дрожжевом экстракте, пептоне, глюкозе, фруктозе, рибозе, арабинозе, сахарозе, лактозе, мальтозе и крахмале в качестве единственных источников углерода.[3] В присутствии тиосульфата Т. петрофила подавлен и Т. нафтофила продолжает расти. Элементарная сера может быть восстановлена ​​до сероводорода за счет как Т. петрофила и Т. нафтофила.[3] Согласно Takahata et. al. (2000), эти два вида более филогенетически связаны, чем любые другие. Thermotoga виды из-за использования сахара, элементарной серы и тиосульфата.

Геномика

Thermotoga naphthophila это стержневидный разновидность.[3] Имеет 2-7м в длину на 0,8-1,2 м по ширине и кратно жгутики.[3][5] Он также обладает уникальной морфологической чертой, присущей только представителям рода Thermotoga, внешней оболочкой, получившей название «тога».[3] Т. нафтофила это гипертермофил с оптимальной температурой 80 ° C (176 ° F), но могут выжить при 48-86 ° C (118,4-186,8 ° F).[3][5][7] Согласно анализу последовательности 16S рДНК, содержание в нем 1 809823 GC составляло 46,1 мол.%, Что увеличивает термостабильность ДНК.[3][4][5]

Метаболизм

Т. нафтофила 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 мог выжить на белках, аминокислотах, органических кислотах, спиртах, хитине или углеводородах в качестве единственного источника углерода и энергии.[3] Согласно Takahata et.al., лактат, ацетат, диоксид углерода и газообразный водород являются конечными продуктами ферментации глюкозы. Thermotoga naphthophila уникален по сравнению с T. petrophila, тем, что он восстанавливает элементарную серу до сероводорода, но в присутствии элементарной серы скорость ее роста и клеточный выход уменьшаются.[3] Т. нафтофила также восстанавливает тиосульфат до сероводорода с меньшей скоростью.[3] Согласно ранее упомянутой статье, на скорость роста микроба и клеточную продуктивность не влияет присутствие тиосульфат.

Патогенность

Никакие известные исследования не выявили Thermotoga naphthophila в качестве патогенный.[3] Takahata et. al. наблюдали чувствительность организма к различным антибиотикам на чашках с агаром в течение 7 дней при 70 °С. Т. нафтофила чувствителен к 100 мкг рифампицин, стрептомицин, ванкомицин или же хлорамфеникол на миллилитр.[3] Thermotoga naphthophila - уникальный вид рода Thermotoga в том смысле, что это один из двух известных видов. Thermotogales иметь оперон в его геноме, который кодирует фосфотрансфераза системный транспортер сахара (ПТС).[3][8] PTS - это многокомпонентная система, открытая Солом Роземаном в 1964 году. PTS включает ферменты плазматической мембраны и цитоплазмы.[8] Он используется бактериями в качестве активного транспорта для потребления сахара с использованием фосфоенолпирувата (PEP) в качестве источника энергии.[3][8] Единственный другой известный Thermotoga с транспортером сахара PTS Thermotoga sp. RQ2.[8]

Значимость

Thermotoga naphthophila РКУ-10 и Thermotoga petrophila RKU-1, поскольку оба были обнаружены в одной и той же области, они могут предоставить первую информацию о распределении генов, которое происходит посредством горизонтального переноса генов (HGT ) в гидротермальный экосистемы.[9] Микробы в порядке Thermotogales используются в химических и пищевых промышленных процессах из-за их чрезвычайно термофильной активности.[10]

Thermotoga naphthophila RKU-10 был использован для клонирования гена β-галактозидазы, который классифицируется как член семейства GH-42.[11],.[12] Wallace et. al. (2015) использовали β-галактозидаза гена для облегчения токсичности лекарств от рака желудочно-кишечного тракта путем наблюдения за структурами и ингибирования β-глюкуронидазы микробиом, связанный с геном в Thermotoga naphthophila.[12]

Рекомендации

  1. ^ Ю. Такахата; М. Нисидзима; Т. Хоаки & Т. Маруяма (Сентябрь 2001 г.). «Thermotoga petrophila sp. Nov. И Thermotoga naphthophila sp. Nov., Две гипертермофильные бактерии из нефтяного месторождения Кубики в Ниигате, Япония». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 51 (Pt 5): 1901–1909. Дои:10.1099/00207713-51-5-1901. PMID  11594624.
  2. ^ а б c Blöchl, E .; Burggraf, S .; Fiala, G .; Lauerer, G .; Huber, R .; Сегерер, А .; Stetter, K.O .; Фёлькль, П. (1995). «Выделение, систематика и филогения гипертермофильных микроорганизмов». Мир J Microbial Biotechnol. 11 (1): 9–16. Дои:10.1007 / BF00339133. PMID  24414408.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс у z аа ab ac объявление ае аф аг ах ай эй Такахата, Y; Нисидзима, М; Хоаки, Т; Маруяма, Т. (01.01.2001). «Thermotoga petrophila sp. Nov. И Thermotoga naphthophila sp. Nov., Две гипертермофильные бактерии из нефтяного месторождения Кубики в Ниигате, Япония». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. 51 (5): 1901–1909. Дои:10.1099/00207713-51-5-1901. PMID  11594624.
  4. ^ а б c «Запись в базе данных, показывающая размер генома». KEGG.Genome Net. Центр биоинформатики Киотского университета. 15 марта 2017 года.
  5. ^ а б c d е Takahata, Y .; Нисидзима, М .; Hoaki, T .; Маруяма, Т. (2000). «Распределение и физиологические характеристики гипертермофилов в нефтяном пласте Кубики в Ниигате, Япония». Appl Environ Microbiol. 66 (1): 73–79. Дои:10.1128 / aem.66.1.73-79.2000. ЧВК  91787. PMID  10618205.
  6. ^ Huber, R; Langworthy, T.A; Konig, H .; Thomm, M .; Woese, C.R .; Sleytr, U.B; Стеттер, К.О. (1986). «Thermotoga maritima sp. Nov. Представляет новый род уникальных чрезвычайно теплолюбивых эубактерий, вырастающих до 90 мС». Arch Microbiol. 144 (4): 324–333. Дои:10.1007 / bf00409880.
  7. ^ Swithers, Кристен С .; ДиПиппо, Джонатан Л .; Брюс, Дэвид К .; Деттер, Кристофер; Тапиа, Роксана; Хан, Шуньшэн; Сондерс, Элизабет; Goodwin, Lynne A .; Хан, Джеймс (2011-10-15). «Последовательность генома Thermotoga sp. Штамм RQ2, гипертермофильная бактерия, выделенная из геотермически нагретой области морского дна недалеко от Рибейра Квенте, Азорские острова». Журнал бактериологии. 193 (20): 5869–5870. Дои:10.1128 / JB.05923-11. ISSN  0021-9193. ЧВК  3187219. PMID  21952543.
  8. ^ а б c d Брэмли, HF; Корнберг, HL (1987-07-01). «Гомологии последовательностей между белками бактериальных фосфоенолпируват-зависимых систем сахар-фосфотрансфераз: идентификация возможных фосфат-несущих остатков гистидина». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 84 (14): 4777–4780. Bibcode:1987PNAS ... 84.4777B. Дои:10.1073 / pnas.84.14.4777. ISSN  0027-8424. ЧВК  305188. PMID  3299373.
  9. ^ «На главную - Thermotoga naphthophila RKU-10». genome.jgi.doe.gov. Получено 2017-04-04.
  10. ^ «Термотога». MicrobeWiki. Получено 4 апреля, 2017.
  11. ^ Конг, Фанси; Ван, Ецин; Цао, Шугуй; Гао, Ренджун; Се, Гуйцю (01.05.2014). «Клонирование, очистка и характеристика термостабильной β-галактозидазы из Thermotoga naphthophila RUK-10». Биохимия процесса. 49 (5): 775–782. Дои:10.1016 / j.procbio.2014.02.008.
  12. ^ а б Wallace, Bret D .; Робертс, Адам Б .; Поллет, Ребекка М .; Ингл, Джеймс Д.; Biernat, Kristen A .; Пеллок, Сэмюэл Дж .; Венкатеш, Мадху Кумар; Гатри, Лия; О’Нил, Сара К. (17 сентября 2015 г.). «Структура и ингибирование β-глюкуронидаз в микробиоме, необходимых для снижения токсичности лекарств от рака». Химия и биология. 22 (9): 1238–1249. Дои:10.1016 / j.chembiol.2015.08.005. ЧВК  4575908. PMID  26364932.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка