Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Родококк
Виды родококков.jpg
Rhodococcus sp.
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Актинобактерии
Заказ:
Актиномицеты
Подотряд:
Коринебактерины
Семья:
Nocardiaceae
Род:
Родококк

Родококк - это род аэробных, неспорообразующих, неподвижных грамположительных бактерий, тесно связанных с Mycobacterium и Corynebacterium . [1] [2] Хотя некоторые виды являются патогенными, большинство из них доброкачественны и, как было обнаружено, процветают в широком диапазоне сред, включая почву, воду и эукариотические клетки. Некоторые виды имеют большие геномы, в том числе геном Rhodococcus sp.С 9,7 мегабазной пар (67% G / C). RHA1. [3]

Штаммы Rhodococcus важны из-за их способности катаболизировать широкий спектр соединений и продуцировать биоактивные стероиды, акриламид и акриловую кислоту , а также их участие в биодесульфуризации ископаемого топлива. [3] Это генетическое и катаболическое разнообразие связано не только с большой бактериальной хромосомой, но и с наличием трех больших линейных плазмид. [1] Родококк также является экспериментально выгодной системой из-за относительно быстрой скорости роста и простого цикла развития, но он недостаточно хорошо охарактеризован. [3]

Еще одно важное применение Rhodococcus связано с биоконверсией с использованием биологических систем для преобразования дешевого исходного материала в более ценные соединения, например его способность метаболизировать вредные загрязнители окружающей среды, включая толуол , нафталин , гербициды и ПХД. Виды Rhodococcus обычно метаболизируют ароматические вещества.субстратов, сначала насыщая кислородом ароматическое кольцо с образованием диола (две спиртовые группы). Затем кольцо расщепляется с помощью интра / экстрадиольных механизмов, раскрывая кольцо и подвергая субстрат дальнейшему метаболизму. Поскольку химический состав очень стереоспецифичен, диолы создаются с предсказуемой хиральностью. Хотя контроль хиральности химической реакции представляет собой серьезную проблему для химиков-синтетиков, вместо этого можно использовать биологические процессы для точного получения хиральных молекул в тех случаях, когда прямой химический синтез невозможен или неэффективен. Примером этого является использование родококка для производства индена , предшественника лекарства от СПИДа индинавира., ингибитор протеазы, и содержащий два из пяти хиральных центров, необходимых в комплексе. [4]

Индинавир, инден показан зеленым цветом [4]

Биоразложение органических загрязнителей [ править ]

Родококки были тщательно изучены как потенциальный агент для биоремедиации загрязнителей, поскольку он обычно встречается в естественной среде, и они обладают определенными характеристиками, которые позволяют им процветать в различных условиях, и они обладают способностью метаболизировать многие углеводороды. [5]

Родококки обладают многими свойствами, которые делают их пригодными для биоремедиации в различных средах. Их способность подвергаться микроаэрофильному дыханию позволяет им выживать в средах с низкой концентрацией кислорода, а их способность подвергаться аэробному дыханию также позволяет им выживать в насыщенных кислородом средах. [6] Они также подвергаются азотфиксации , что позволяет им вырабатывать собственные питательные вещества в среде с низким содержанием питательных веществ. [7]

Родококки также обладают характеристиками, повышающими их способность разлагать органические загрязнители . Их гидрофобная поверхность обеспечивает адгезию к углеводородам, что увеличивает ее способность разлагать эти загрязнители. [8] У них широкий спектр катаболических путей и множество уникальных ферментных функций. [9] Это дает им возможность разлагать многие стойкие токсичные углеводороды. Например, родококки экспрессируют диоксигеназы , которые можно использовать для разложения бензотрифторида , стойкого загрязнителя. [10] Rhodococcus sp. штамм Q1, штамм, естественным образом обнаруживаемый в почве и шламе бумажных фабрик, обладает способностью разлагать хинолин., различные производные пиридина , катехол , бензоат и протокатеховая кислота . [11] Родококки также способны накапливать ионы тяжелых металлов , таких как радиоактивный цезий , что облегчает их удаление из окружающей среды. [12] Другие загрязнители, такие как азокрасители , [13] пестициды [14] и полихлорированные бифенилы [15], также могут разлагаться родококками.

Сканирующая электронная микрофотография Rhodococcus sp. штамм Q1, выращенный на хинолине - организм может использовать хинолин в качестве единственного источника углерода, азота и энергии, выдерживая концентрации до 3,88 миллимолей на литр.

Патогенный родококк [ править ]

Род Rhodococcus имеет два патогенных вида: R. fascians и R. equi . Первый, возбудитель болезней растений, вызывает заболевание листовой желчи как у покрытосеменных, так и у голосеменных растений. [16] R. equi является возбудителем пневмонии жеребят (хрипы) и поражает в основном жеребят в возрасте до трех месяцев. Однако он имеет широкий спектр хозяев, спорадически заражая свиней, крупный рогатый скот и людей с ослабленным иммунитетом, в частности пациентов со СПИДом и тех, кто проходит иммуносупрессивную терапию. [17] Оба патогена полагаются на плазмиду конъюгативной вирулентности, чтобы вызвать заболевание. В случае R. fascians это линейная плазмида, тогда как R. equiсодержит круговую плазмиду. Оба возбудителя имеют экономическое значение. R. fascians - основной патоген табачных растений. R. equi , один из важнейших патогенов жеребят, эндемичен на многих конных заводах по всему миру.

В молекулярной биологии [ править ]

Родококк также был идентифицирован как загрязнитель реагентов набора для экстракции ДНК и систем сверхчистой воды, что может привести к его ошибочному появлению в микробиоте или наборах метагеномных данных. [18]

Виды [ править ]

  • Rhodococcus aerolatus Hwang et al. 2015 [19]
  • Rhodococcus aetherivorans Goodfellow et al. 2004 [19]
  • Rhodococcus agglutinans Guo et al. 2015 [19]
  • Rhodococcus aurantiacus (ex Tsukamura and Mizuno, 1971) Tsukamura and Yano, 1985, ном. rev.
  • Rhodococcus artemisiae Zhao et al. 2012 [19]
  • Rhodococcus baikonurensis Li, et al., 2004
  • Rhodococcus biphenylivorans Su et al. 2015 [19]
  • Rhodococcus boritolerans
  • Rhodococcus equi (Магнуссон, 1923) Гудфеллоу и Олдерсон, 1977
  • Rhodococcus canchipurensis Nimaichand et al. 2013 [19]
  • Rhodococcus cerastii Kämpfer et al. 2013 [19]
  • Rhodococcus cercidiphylli Li et al. 2012 [19]
  • Rhodococcus coprophilus Rowbotham and Cross, 1979 г.
  • Rhodococcus corynebacterioides (Serrano, et al., 1972), Yassin and Schaal , 2005 (синоним: Nocardia corynebacterioides (Serrano et al., 1972)
  • Rhodococcus defluvii Kämpfer et al. 2014 [19]
  • Rhodococcus electrodiphilus Ramaprasad et al., 2018 [20]
  • Rhodococcus enclensis Dastager et al., 2014 [19]
  • Rhodococcus erythropolis ( Gray and Thornton , 1928) Гудфеллоу и Олдерсон, 1979
  • Rhodococcus fascians ( Tilford 1936) Goodfellow 1984 (синоним: Rhodococcus luteus ( ex Söhngen 1913) Nesterenko et al. 1982 ) [21]
  • Rhodococcus globerulus Goodfellow, et al., 1985
  • Rhodococcus gordoniae Jones, et al., 2004
  • Rhodococcus hoagii Kämpfer et al. 2014 [19]
  • Rhodococcus imtechensis Ghosh et al. 2006 [19]
  • Rhodococcus jialingiae Wang et al. 2010 [19]
  • Rhodococcus jostii Takeuchi, et al., 2002. Идентифицированный как продуцирующийфермент, переваривающий лигнин , он был первым, изолированным от бактерии, а не от грибка. [22] [23]
  • Rhodococcus koreensis Yoon, et al., 2000
  • Rhodococcus kroppenstedtii Mayilraj, et al., 2006
  • Rhodococcus kunmingensis Wang et al., 2008 [19]
  • Rhodococcus kyotonensis Li et al., 2007 [19]
  • Rhodococcus maanshanensis Zhang, et al., 2002 г.
  • Rhodococcus marinonascens Helmke and Weyland, 1984 г.
  • Rhodococcus nanhaiensis
  • Rhodococcus olei Chaudhary and Kim, 2018 г. [24]
  • Rhodococcus opacus Klatte, et al., 1995
  • Rhodococcus percolatus Briglia, et al., 1996
  • Rhodococcus phenolicus Rehfuss and Urban, 2006 г.
  • Rhodococcus polyvorum Li et al. 2012 [19]
  • Rhodococcus pyridinivorans Yoon, et al., 2000
  • Родококк qingshengii Xu et al. 2007 [19]
  • Rhodococcus rhodochrous (Zopf 1891) Tsukamura, 1974 г.
  • Rhodococcus rhodnii Goodfellow, Alderson, 1979 (синоним: Nocardia rhodnii )
  • Rhodococcus ruber ( Kruse 1896) Goodfellow and Alderson, 1977 (синоним: Streptothrix rubra Kruse, 1896)
  • Родококк jostii RHA1
  • Rhodococcus soli Li et al. 2015 [19]
  • Rhodococcus triatomae Yassin , 2005 г.
  • Rhodococcus trifolii Kämpfer et al. 2013 [19]
  • Rhodococcus tukisamuensis Matsuyama, et al., 2003
  • Rhodococcus wratislaviensis (Goodfellow et al. 1995) Goodfellow, et al., 2002 (синоним: Tsukamurella wratislaviensis Goodfellow, et al., 1995)
  • Rhodococcus yunnanensis Zhang, et al., 2005 г.
  • Rhodococcus zopfii Stoecker, et al., 1994

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b van der Geize R. & L. Dijkhuizen (2004). «Использование катаболического разнообразия родококков для экологических и биотехнологических применений» . Микробиология . 7 (3): 255–261. DOI : 10.1016 / j.mib.2004.04.001 . ЛВП : 11370 / a1dfa0fd-dd65-4c1d-b9b4-bfa98038dcbe . PMID  15196492 .
  2. ↑ Бурковский А. (редактор). (2008). Коринебактерии: геномика и молекулярная биология . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-30-1. [1] .
  3. ^ a b c McLeod MP, Warren RL, Hsiao WW, Araki N, Mihre M, Fernandes C, Miyazawa D, Wong W, Lillquist AL, Wang D, Dosanjh M, Hara H, Petrescu A, Morin RD, Yang G, Stott JM, Schein JE, Shin H, Smailus D, Siddiqui AS, Marra MA, Jones SJ, Holt R, Brinkman FS, Miyauchi K, Fukuda M, Davies JE, Mohn WW, Eltis LD (17 октября 2006 г.). «Полный геном Rhodococcus sp. RHA1 дает представление о катаболической электростанции» . PNAS . 103 (42): 15582–15587. Bibcode : 2006PNAS..10315582M . DOI : 10.1073 / pnas.0607048103 . PMC 1622865 . PMID 17030794 .  
  4. ^ a b Treadway, SL, KS Yanagimachi, E. Lankenau, PA Lessard, G. Stephanopoulos и AJ Sinskey (1999). «Выделение и характеристика генов биоконверсии индена из штамма Rhodococcus I24». Прил. Microbiol. Biotechnol . 51 (6): 786–793. DOI : 10.1007 / s002530051463 . PMID 10422226 . S2CID 6264248 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Альварес, Эктор (2010). Биология родококков . Springer Science & Business Media. С. 231–256. ISBN 9783642129377.
  6. ^ Фуллер, Мэн; Перро, Н. (8 июля 2010 г.). «Микроаэрофильная деградация гексагидро-1,3,5-тринитро-1,3,5-триазина (RDX) тремя штаммами Rhodococcus» . Письма по прикладной микробиологии . 51 (3): 313–318. DOI : 10.1111 / j.1472-765x.2010.02897.x . PMID 20666987 . 
  7. Перейти ↑ Blasco, Rafael (2001). «Rhodococcus sp. RB1 растет в присутствии высоких концентраций нитратов и нитритов и ассимилирует нитраты в умеренно засоленных средах». Архив микробиологии . 175 (6): 435–440. DOI : 10.1007 / s002030100285 . PMID 11491084 . S2CID 864067 .  
  8. ^ Mendez-Volaš, A. (2012). Микробы в прикладных исследованиях; текущие достижения и проблемы; разбирательства . World Scientific. С. 197–200. ISBN 9789814405034.
  9. ^ Laczi, Krisztián; Кис, Агнес; Хорват, Балаж; Мароти, Гергей; Хегедюс, Ботонд (ноябрь 2015 г.). «Метаболические реакции Rhodococcus erythropolis PR4, выращенные на дизельном топливе и различных углеводородах» (PDF) . Прикладная микробиология и биотехнология . 99 (22): 9745–9759. DOI : 10.1007 / s00253-015-6936-Z . PMID 26346267 . S2CID 9213608 .   
  10. ^ Яно, Кеничи; Вачи, Масааки; Цучида, Сакико; Китадзуме, Томоя; Иваи, Норитака (2015). «Разложение бензотрифторида через диоксигеназный путь в Rhodococcus sp. 065240». Биология, биотехнология и биохимия . 79 (3): 496–504. DOI : 10.1080 / 09168451.2014.982502 . ISSN 1347-6947 . PMID 25412819 . S2CID 205616972 .   
  11. ^ О'Лафлин, EJ; Кермейер, SR; Симс, GK (1996). «Выделение, характеристика и использование субстрата бактерии, разлагающей хинолин». Международный биоразложение и биоразложение . 38 (2): 107–118. DOI : 10.1016 / S0964-8305 (96) 00032-7 .
  12. ^ Такеи, Такаюки; Ямасаки, Мика; Ёсида, Масахиро (2014-04-01). «Накопление цезия штамма Rhodococcus erythropolis CS98, иммобилизованного в гидрогелевых матрицах». Журнал биологии и биоинженерии . 117 (4): 497–500. DOI : 10.1016 / j.jbiosc.2013.09.013 . PMID 24183457 . 
  13. ^ Heiss, GS; Gowan, B .; Даббс, ER (1992-12-01). «Клонирование ДНК из штамма Rhodococcus, дающее способность обесцвечивать сульфированные азокрасители». Письма о микробиологии FEMS . 78 (2–3): 221–226. DOI : 10.1016 / 0378-1097 (92) 90030-р . ISSN 0378-1097 . PMID 1490602 .  
  14. ^ Парех, Н.Р .; Уокер, А .; Робертс, SJ; Уэлч, SJ (ноябрь 1994 г.). «Быстрая деградация метамитрона триазинонового гербицида с помощью Rhodococcus sp., Выделенного из обработанной почвы». Журнал прикладной бактериологии . 77 (5): 467–475. DOI : 10.1111 / j.1365-2672.1994.tb04389.x . ISSN 0021-8847 . PMID 8002472 .  
  15. ^ Бойл, Альфред У .; Сильвин, Кристофер Дж .; Hassett, Джон П .; Накас, Джеймс П .; Таненбаум, SW (1992-06-01). «Бактериальная биодеградация ПХБ». Биоразложение . 3 (2–3): 285–298. DOI : 10.1007 / BF00129089 . ISSN 0923-9820 . S2CID 7272347 .  
  16. ^ Goethals, K .; Vereecke, D .; Джазири, М .; Van, Montagu M .; Кобуры, М. (2001). «Листообразование Rhodococcus fascians». Анну. Rev. Phytopathol . 39 : 27–52. DOI : 10.1146 / annurev.phyto.39.1.27 . PMID 11701858 . 
  17. ^ Muscatello, G .; Лидон, Д.П .; Klay, M .; Окампо-Соса, А .; Льюис, DA; Fogarty, U .; Бакли, Т .; Гилкерсон-младший; Meijer, WG; и другие. (2007). «Инфекция Rhodococcus equi у жеребят: наука о« погремушках » ». Equine Vet. Дж . 39 (5): 470–478. DOI : 10.2746 / 042516407x209217 . PMID 17910275 . 
  18. ^ Солтер, S; Кокс, М; Турек, Э; Калус, S; Куксон, Вт; Моффатт, М; Тернер, П; Parkhill, J; Ломан, N; Уокер, А (2014). «Загрязнение реагента может критически повлиять на анализ микробиома на основе последовательностей». bioRxiv 10.1101 / 007187 . 
  19. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s Parte, AC "Rhodococcus" . LPSN .
  20. ^ Рамапрасад, EVV; Махидхара, Ганеш; Сасикала, гл .; Рамана, гл. В. (2018). « Rhodococcus electrodiphilus sp. Nov., Морская электроактивная актинобактерия, выделенная из кораллового рифа» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 68 (8): 2644–2649. DOI : 10.1099 / ijsem.0.002895 . PMID 29957174 . 
  21. ^ Klatte, S .; и другие. (1994). «Rhodococcus luteus - это более поздний субъективный синоним Rhodococcus fascians» . Int. J. Syst. Бактериол . 44 (4): 627–630. DOI : 10.1099 / 00207713-44-4-627 .
  22. ^ «Первый фермент, переваривающий древесину, обнаруженный в бактериях, может увеличить производство биотоплива» .
  23. ^ Такеучи, М; Hatano, K; Седлачек, I; Пацова, Z (2002). « Rhodococcus jostii sp. Nov., Выделенный из средневековой могилы» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 52 (Pt 2): 409–13. DOI : 10.1099 / 00207713-52-2-409 . PMID 11931149 . 
  24. ↑ Чаудхари, Дхирадж Кумар; Ким, Джайсу (2018). « Rhodococcus olei sp. Nov., Обладающий способностью разлагать нефтяное масло, выделенный из загрязненной нефтью почвы» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 68 (5): 1749–1756. DOI : 10.1099 / ijsem.0.002750 . PMID 29620494 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Виды и синонимы см. Здесь: Национальный центр биотехнологической информации (NCBI)