Corynebacterium glutamicumi omadused, taksonoomia, morfoloogia, kultuur



Corynebacterium glutamicum bakter on bacillus, grampositiivne, fultatiivne anaeroobne ja mullas. See ei moodusta eoseid ega ka patogeenset. Koos ülejäänud Corynebacteriaceae'ga ja perekondade Mycobacteriaceae ja Nocardiaceae bakteritega on see osa rühmast, mida tuntakse kui CMN-rühma. Sellesse rühma kuuluvad paljud meditsiinilise ja veterinaariaalase tähtsusega bakterid.

Bakter C. glutamicum Seda kasutatakse tööstuses laialdaselt aminohapete tootmiseks. Selle bakteri kasutamine tööstuslikuks tootmiseks pärineb enam kui 40 aastat. 

Nende bakterite, sealhulgas naatriumglutamaadi ja L-lüsiini toodetud aminohapete kogus ületab praegu 100 tonni aastas.

Indeks

  • 1 Üldised omadused
  • 2 Taksonoomia
  • 3 Morfoloogia
  • 4 Kasvatamine
  • 5 Patogenees
  • 6 Kasutamine biotehnoloogias
    • 6.1 Aminohapete tootmine
    • 6.2 Muud tooted ja rakendused
  • 7 Viited

Üldised omadused

-Corynebacterium glutamicum on mittepatogeenne grampositiivne bakter.

-Ei tooda eoseid.

-Sisaldab katalaasi.

-Laguneb süsivesikud fermentatiivse metabolismi kaudu.

-See on võimeline sünteesima aminohappeid, nagu seriin, glutamaat ja lüsiin.

Taksonoomia

Liigid C. glutamicum See avastati esimest korda Jaapanis ja kirjeldas Kinoshita ja kaastöötajad 1958. aastal nime all Micrococcus glutamicus. Hiljem (1967) kolisid Abe ja kaastöötajad žanrisse Corynebacterium.

Perekonna bakterid Corynebacterium need asuvad taksonoomiliselt alamjärjestuses Corynebacterineae. See osa kuulub omakorda Actinomycetales, Actinobacteria klassi.

Alamjärjestus Corynebacterineae hõlmab perekondi Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae ja Nocardiaceae, mida nimetatakse CMN-rühmaks. Corynebacterium kuulub esimesse neist peredest.

Morfoloogia

Bakter on kujundatud nagu varras, mis on tursastatud otsadena vorsti või klubi kujul. Sellel on kromosoom ja ümmargune plasmiidium. Selle genoom koosneb 3314179 nukleotiidist.

Rakuseina moodustavad muu hulgas peptiidoglükaani, lühikese ahelaga mükoolhapete, meso-diaminopimeliinhapete ja arabino-galaktaani polümeeride kihi..

Kasvatamine

Corynebacterium glutamicum aminohapete tootmiseks ja tootmiseks kasutatakse mitmesuguseid substraate, sealhulgas suhkruid, orgaanilisi happeid ja alkohole.

See bakter purustab süsivesikuid fermentatsiooniprotsessi kaudu. Aminohapete tootmist mõjutab antud süsinikuallikas ja teatud lisandite tingimused, nagu biotiini piiramine.

Inokulaadi saamiseks kasutati tryptoni kompleksi (YT), pärmiekstrakti ja minimaalse modifitseeritud CGXII söötme kultuurisöötmeid..

Kasvatamiseks on soovitatav temperatuur 30 ° C ja pH 7,4 - 7,5. Süsinikuallikad ja ained, mida kasutatakse põllukultuuri rikastamiseks, sõltuvad tulemustest, mida soovite saada.

Näiteks on leitud, et glükoos, ammooniumsulfaat, magneesiumsulfaat ja dikaliumfosfaat mõjutavad oluliselt suktsinaadi tootmist..

L-lüsiini suure kontsentratsiooni saavutamiseks peaks söötmel olema glükoos, ammoonium-sulfaat, kaltsiumkarbonaat, baktokasaminohape, tiamiinvesinikkloriid, D-biotiin, kaaliumdivesinikfosfaat, magneesiumsulfaadi heptahüdraat, raudsulfaat heptahüdraat ja mangaankloriidi tetrahüdraat.

Patogenees

Kuigi enamik Corynebacteriaceae perekonda kuuluvaid baktereid on patogeensed, mõned neist, sealhulgas C. glutamicum, Nad on kahjutud. Viimane, tuntud kui difteeria corinebacteria (CND), on kommensaalne või saprofüütiline, mis võib esineda inimestel, loomadel ja pinnases..

Mõned CND, as C. glutamicum ja C. feeiciens, kasutatakse oluliste aminohapete ja vitamiinide tootmiseks.

Kasutamine biotehnoloogias

Genomi geen C. glutamicum see on suhteliselt stabiilne, kasvab kiiresti ja ei erista ekstratsellulaarset proteaasi. Lisaks sellele ei ole see patogeensed, ei moodusta eoseid ja neil on suhteliselt vähe kasvunõudeid.

Need omadused ja asjaolu, et ta toodab ensüüme ja muid kasulikke ühendeid, on võimaldanud seda bakterit nimetada biotehnoloogias "tööhobuseks"..

Aminohapete tootmine

Esimene toode leidis, et oli teada, et seda saab biosünteesida C. glutamicum See oli glutamaat. Glutamaat on ebaoluline aminohape, mis esineb umbes 90% aju sünapsis.

Interventsed informatsiooni edastamisel kesknärvisüsteemi neuronite ja mälu moodustumise ja taastumise vahel.

Lüsiin, mis on inimese jaoks oluline aminohape ja osa elusolendite sünteesitud valke, on samuti toodetud C. glutamicum.

Teised selle bakteri saadud aminohapped hõlmavad treoniini, isoleutsiini ja seriini. Treoniini kasutatakse peamiselt herpese väljanägemise vältimiseks.

Seriin aitab kaasa antikehade ja immunoglobuliini tootmisele. Isoleutsiin omakorda osaleb valkude sünteesimisel ja energia tootmisel füüsiliste harjutuste ajal.

Muud tooted ja rakendused

Pantotenaat

See on B5-vitamiini kõige aktiivsem vorm (pantoteenhape), kuna kaltsium-pantotenaati kasutatakse toidulisandina. B5-vitamiin on oluline süsivesikute, lipiidide ja valkude sünteesimisel.

Orgaanilised happed

Muuhulgas, C. glutamicum toodab laktaati ja suktsinaati. Laktaadil on mitu rakendust, näiteks pehmendaja, toidu happesuse regulaator, nahkide parkimine, puhastusvahend.  

Suktsinaati kasutatakse omakorda lakkide, värvainete, parfüümide, toidu lisaainete, ravimite ja biolagunevate plastide tootmiseks..

Alkoholid

Kuna see tekitab suhkruid, on see võimeline tootma alkohole, näiteks etanooli ja isobutanooli. Sel põhjusel on uuringud etanooli sünteesimiseks kultuuris, mis on pärit  C. glutamicum suhkruroo jäätmetest. Nende katsete eesmärk on saavutada biokütuste tööstuslik tootmine.

Ksülitooli, polüalkoholi või suhkrualkoholi, kasutatakse suhkruhaigete magusainena, sest see ei tõsta veresuhkru taset.

Bioremediatsioon

C. glutamicum See sisaldab oma genoomis kahte operoni, mida nimetatakse ars1 ja ars2, mis on resistentsed arseeni suhtes. Arengus on uuringuid, mille eesmärk on lõpuks kasutada neid baktereid, et neelata keskkonnast arseeni.

Biolagunevad plastid

Lisaks suktsinaadile, bakterite poolt looduslikult toodetud orgaanilisele happele, mis on kasulik biolagunevate plastide tootmiseks, on veel üks võimalik ühend, mida saab kasutada selleks otstarbeks..

See ühend on polüester, mida nimetatakse polü (3-hüdroksübutüraadiks) (P (3HB)). P (3HB) ei tekita looduslikult  C. glutamicum. Geenitehnikutel on siiski arenenud uuringud, et luua bakteris geneetilise manipuleerimise teel biosünteetiline tee, mis võimaldab seda toota.

Viited

  1. S. Abe, K.-I. Takayama, S. Kinoshita (1967). Glutamiinhapet tootvate bakterite taksonoomilised uuringud. Üldine ja rakendatud mikrobioloogia ajakiri.
  2. J.-Y. Lee, Y.-A. Na, E. Kim, H.-S. Lee, P. Kim (2016). Aktiinobakter Corynebacterium glutamicum, tööstuslik tööhobune. Journal of Microbiology and Biotechnology.
  3. J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018). . \ T Corynebacterium glutamicum üleminek aerobioosist mikroaerobioosi ja anaeroobseisini. Geenid.
  4. S. Wieschalka, B. Blombach, M. Bott, B.J. Eikmanns (2012). Orgaaniliste hapete bioloogiline tootmine Corynebacterium glutamicum. Biotehnoloogia.
  5. M. Wachi (2013). Aminohapete eksportijad. \ T Corynebacterium glutamicum. In: H. Yukawa, M. Inui (toimetajad) Corynebacterium glutamicum bioloogia ja biotehnoloogia.
  6. Corynebacterium glutamicum. Wikipedias. Välja otsitud 25. septembril 2018 en.wikipedia.org.
  7. Corynebacterium glutamicum. Microbe Wikis. Välja otsitud 25. septembril 2018 alates microbewiki.kenyon.edu.