Aquifex - это бактериальный род , принадлежащий к типу Aquificae . Существует один вид Aquifex с официально опубликованным названием - A. pyrophilus - но « A. aeolicus » иногда рассматривается как вид, хотя у него нет статуса названия, так как оно не было официально или эффективно опубликовано. Aquifex spp. являются экстремальными термофилами , лучше всего растут при температуре от 85 ° C до 95 ° C. Они являются представителями бактерий, в отличие от других обитателей экстремальных сред, архей . [1]
Aquifex | |
---|---|
Научная классификация | |
Домен: | |
Тип: | |
Класс: | |
Заказ: | |
Семья: | |
Род: | Aquifex |
Разновидность | |
Aquifex spp. представляют собой палочковидные бактерии длиной от 2 до 6 мкм , диаметром около 0,5 мкм и подвижными. Это неспорообразующие , грамотрицательные автотрофы . Aquifex означает « создатель воды» на латыни и относится к тому факту, что его способ дыхания создает воду. Водоводы обычно образуют клеточные агрегаты, состоящие из 100 отдельных клеток.
Aquifex spp. теплолюбивы и часто растут возле подводных вулканов или горячих источников . [2] A. aeolicus нуждается в кислороде, чтобы выжить, но его уровень может расти до 7,5 частей на миллион. A. pyrophilus может расти даже в анаэробных условиях за счет уменьшения содержания азота вместо кислорода. Как и другие термофильные бактерии, Aquifex имеет важное применение в промышленных процессах.
Геном из « А. aeolicus » был завершен. [3] , [4] Этому способствовал тот факт, что длина генома составляет лишь около трети длины генома E. coli . Сравнение генома A. aeolicus с другими организмами показало, что около 16% его генов происходят из домена архей . Представители этого рода считаются одними из самых ранних представителей домена эубактерий.
« A. aeolicus » был обнаружен к северу от Сицилии , а A. pyrophilus впервые был обнаружен к северу от Исландии .
Структура генома
Полный геном A. aeolicus состоит из 1 551 335 пар оснований с более чем 1500 открытыми рамками считывания (ORF) или хромосомными кодирующими последовательностями. Чрезвычайно большая часть (более 90%) генома - это области, кодирующие белок, и нет значительных некодирующих повторов . хотя геном A. aeolicus плотный, многие субъединицы ферментов, используемые для процессов дыхания, обнаруживаются в отдельных оперонах . Любой ремонт генома осуществляется таким белком, как ДНК-полимераза бета, обнаруживаемым у большинства эукариот. [3]
Клеточный метаболизм
Пути дыхания и фиксации водорослей используют те же пути, что и у других автотрофных бактерий. Фиксация углерода осуществляется с помощью восстановительного цикла TCA и образует ацетил-CoA, а также многие другие биосинтетические материалы. Многие бактерии используют продукты из цикла TCA в пентозофосфатном пути и пути Энтнера-Дудорова или пути Эмбдена-Мейерхофа-Парнаса, однако многие ферменты, необходимые для этих глюконеогенных процессов, не были идентифицированы у A. aeolicus, что позволяет предположить другой путь. использоваться. [3]
A. aeolicus нуждается в кислороде в концентрациях выше 7,5 ppm для дыхания, в то время как A. pyrophilus способен дышать азотом, однако оба вида имеют гены нитратредуктазы и переносчика нитратов, расположенные в их геноме. Ферменты, используемые другими бактериями для кислородного дыхания, используются Aquifex . Присутствуют многие другие оксидоредуктазы , однако их физиологическая роль неизвестна. [3] Aquifex оксиды тиосульфат, молекулярный водород и сера в дыхательных путях. [5]
Филогения
Филогенетические деревья, основанные на малой субъединице рРНК, предполагают, что Aquificales - одни 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 множества горизонтальных переносов генов внутри линии. [5] Эти факторы заставляют многих полагать, что тип Aquifex является базальным по сравнению с Thermotogae , другим гипертермофильным типом, или является частью Epsilonproteobacteria , очень разнообразной группы гидротермальных обитающих видов. [7]
Исследовательский потенциал
A. aeolicus используется в качестве модельного организма для гипертермофильных бактерий. Многие исследования изучали способность гидрогеназ Aquifex вызывать обратимое окисление дигидрогена ( реакция окисления ) при чрезвычайно высоких температурах. [8] Успех свойств гидрогеназ Aquifex отмечает этот род как возможных возобновляемых биокатализаторов для водородных топливных элементов. [9]
Рекомендации
- ^ Reysenbach AL (2001). Boone DR; Кастенхольц RW (ред.). Aquificae phy. ноя в Руководстве Берджи по систематической бактериологии (2-е изд.). Springer-Verlag, Берлин. С. 359–367. ISBN 0-683-00603-7.
- ^ Мэдиган М; Мартинко Дж, ред. (2005). Брок Биология микроорганизмов (11-е изд.). Прентис Холл . ISBN 0-13-144329-1.
- ^ а б в г д Deckert G; и другие. (1998). «Полный геном гипертермофильной бактерии Aquifex aeolicus » . Природа . 392 (6674): 353–358. Bibcode : 1998Natur.392..353D . DOI : 10.1038 / 32831 . PMID 9537320 .
- ^ «Полный геном Aquifex aeolicus» . Информация о Aquifex aeolicus VF5 . Архивировано из оригинала на 2014-02-23 . Проверено 14 марта 2006 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ а б Гираль, Марианна; Прунетти, Лоуренс; Aussignargues, Clément; Чаккафава, Александр; Infossi, Паскаль; Ильберт, Марианна; Лоджу, Элизабет; Giudici-Orticoni, Marie-Thérèse (2012-01-01), Poole, Robert K. (ed.), «Глава четвертая - Гипертермофильные бактерии Aquifex aeolicus: от дыхательных путей к чрезвычайно устойчивым ферментам и биотехнологическим применениям» , Advances in Microbial Physiology , Advances in Bacterial Respiratory Physiology, Academic Press, 61 , стр. 125–194 , получено 01 мая 2020 г.
- ^ Олсен, Гэри Дж. (Октябрь 1994 г.). «Археи, археи, везде» . Природа . 371 (6499): 657–658. Bibcode : 1994Natur.371..657O . DOI : 10.1038 / 371657a0 . ISSN 1476-4687 . PMID 7935810 . S2CID 4315522 .
- ^ Eveleigh, Роберт JM; 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. DOI : 10.1093 / GbE / evt195 . PMC 3879981 . PMID 24281050 .
- ^ 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 . DOI : 10.1073 / pnas.1100610108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3076877 . PMID 21444783 .
- ^ 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 концепций к технологии. 35 (19): 10778–10789. DOI : 10.1016 / j.ijhydene.2010.02.054 . ISSN 0360-3199 .
Внешние ссылки
- Aquifex из вики по микробам, редактируемой студентами биологического факультета Кеньонского колледжа.
- Прокариоты: развивающийся электронный ресурс для миркобиологического сообщества. 2004. Springer-Verlag New York, LLC.