 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
| Термококк | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Домен: | |
| Королевство: | |
| Тип: | |
| Учебный класс: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | Термококк |
| Разновидность | |
| |
В систематике , Thermococcus является род из термофильных архей в семье Thermococcaceae . [1]
Члены рода Thermococcus обычно представляют собой кокковидные виды неправильной формы, размер которых колеблется от 0,6 до 2,0 мкм в диаметре. [2] Некоторые виды Thermococcus неподвижны, а некоторые обладают подвижностью , используя жгутики в качестве основного способа передвижения. [ необходима цитата ] Эти жгутики обычно существуют на определенном полюсе организма. [ необходима цитата ] Это движение было замечено при комнатной температуре или при высоких температурах, в зависимости от конкретного организма. [3] У некоторых видов эти микроорганизмы могут агрегироваться и образовывать бело-серые бляшки. [4] Виды подТермококки обычно процветают при температуре от 60 до 105 ° C [5] либо в присутствии черных курильщиков (гидротермальные источники), либо в пресноводных источниках. [6] Виды этого рода являются строго анаэробами [7] [8] и термофильны, [2] [7] найдены на различных глубинах, например, в гидротермальных жерлах на глубине 2500 м ниже поверхности океана [9], но также и в сантиметрах. ниже поверхности воды в геотермальных источниках. [10] Эти организмы процветают при уровне pH 5,6-7,9. [11] Представители этого рода были обнаружены во многих системах гидротермальных источников в мире, в том числе в Японских морях, [12]к берегам Калифорнии. [13] Хлорид натрия обычно присутствует в этих местах в концентрации 1–3% [8], но не является необходимым субстратом для этих организмов, [14] [15] как одно исследование показало, что члены Thermococcus живут в пресной горячей воде. системы в Новой Зеландии, [6] но они действительно требуют низкой концентрации ионов лития для роста. [16] Члены Thermococcus описаны как гетеротрофные, хемотрофные [2] [17] [18] и органотрофные сульфаногены; с использованием источников элементарной серы и углерода, включая аминокислоты, углеводы и органические кислоты, такие как пируват. [17][18] [19]
Метаболизм [ править ]
Метаболически Thermococcus spp. у эукариот и прокариот развилась другая форма гликолиза. [20] [5] Одним из примеров метаболического пути этих организмов является метаболизм пептидов [20], который происходит в три этапа: сначала гидролиз пептидов до аминокислот катализируется пептидазами, [5] затем превращение превращение аминокислот в кетокислоты катализируется аминотрансферазами, [20] и, наконец, CO 2 высвобождается в результате окислительного декарбоксилирования или кетокислоты четырьмя различными ферментами [5], которые производят производные кофермента A, которые используются в других важных метаболических путях . [5] Виды Thermococcus также имеют фермент rubisco (рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза / оксигеназа) [21], который производится из ферментов, участвующих в метаболизме нуклеиновых кислот у Thermococcus kodakarensis , [5] [20] [21], показывая, как интегрированные эти метаболические системы действительно созданы для этих гипертермофильных микроорганизмов. [21] Некоторые питательные вещества ограничивают в Thermococcus роста клеток. [21] Питательные вещества, которые больше всего влияют на рост клеток у видов термококков, - это источники углерода и азота. [21]Поскольку виды термококков метаболически не генерируют все необходимые аминокислоты, некоторые из них должны поступать в среду, в которой эти организмы процветают. Некоторые из этих необходимых аминокислот - лейцин, изолейцин и валин (аминокислоты с разветвленной цепью). [21] Когда виды Thermococcus дополняются этими аминокислотами, они могут метаболизировать их и производить ацетил-КоА или сукцинил-КоА, [21] которые являются важными предшественниками, используемыми в других метаболических путях, необходимых для роста и дыхания клеток. [21] Благодаря современным технологиям, члены Thermococcus относительно легко выращивать в лабораториях, [22]и поэтому считаются модельными организмами для изучения физиологических и молекулярных путей развития экстремофилов. [23] [24] Thermococcus kodakarensis является одним из примеров модельного вида Thermococcus , микроорганизма, у которого был исследован и воспроизведен весь геном. [24] [25]
Экология [ править ]
Виды термококков могут расти при температуре от 60 до 80 ° C, что дает им большое экологическое преимущество - быть первыми организмами, колонизирующими новые гидротермальные среды. [5] [26] [27] Некоторые виды термококков производят CO 2 , H 2 и H 2 S в качестве продуктов метаболизма и дыхания. [24] Выбросы этих молекул затем используются другими автотрофными видами, способствуя разнообразию гидротермальных микробных сообществ. [5] Этот тип непрерывного обогащения культуры играет решающую роль в экологии глубоководных гидротермальных источников, [28]предполагая, что термококки взаимодействуют с другими организмами посредством обмена метаболитов, что поддерживает рост автотрофов. [5] Виды термококков, которые выделяют H 2 с использованием нескольких гидрогеназ (включая CO-зависимые гидрогеназы), рассматриваются как потенциальные биокатализаторы для реакций конверсии водяного газа. [29]
Транспортные механизмы [ править ]
Виды Thermococcus от природы способны поглощать ДНК и включать донорскую ДНК в свои геномы посредством гомологичной рекомбинации. [30] Эти виды могут продуцировать мембранные везикулы (МВ) [30], образованные отпочкованием от самых внешних клеточных мембран, [30] [31], которые могут захватывать и получать плазмиды от соседних видов архей для переноса ДНК либо в себя, либо в окружающую среду. разновидность. [30] Эти МВ секретируются из клеток в кластеры, образуя наносферы или нанотрубки, [31] поддерживая непрерывность внутренних мембран. [30] Виды
Thermococcus продуцируют многочисленные MV, передавая ДНК, метаболиты и даже токсины у некоторых видов;[31] кроме того, эти МВ защищают свое содержимое от термодеструкции путем переноса этих макромолекул в защищенную среду. [30] [31] MV также предотвращают инфекции, улавливая вирусные частицы. [31] Наряду с транспортировкой макромолекул,виды Thermococcus используют MV для связи друг с другом. [30] Кроме того, эти MV используются определенными видами ( Thermococcus coalescens ), чтобы указать, когда должна произойти агрегация, [30] поэтому эти обычно одноклеточные мироорганизмы могут сливаться в одну массивную одиночную клетку. [30]
Сообщалось, что Thermococcus kodakarensisимеет четыре вирусоподобных интегрированных генных элемента, содержащих субтилизиноподобные предшественники сериновых протеаз. [32] На сегодняшний день из Thermococcus spp. Выделено только два вируса , PAVE1 и TPV1. [32] Эти вирусы существуют на своих хостах в состоянии носителя. [32]
Процесс репликации и удлинения ДНК широко изучался у T. kodakarensis . [32] Молекула ДНК представляет собой кольцевую структуру, состоящую из примерно 2 миллионов пар оснований в длину и более 2000 последовательностей, кодирующих белки. [32]
Технологии будущего [ править ]
Было обнаружено, что фермент из Thermococcus , ДНК-полимераза Tpa-S, более эффективен в длительной и быстрой ПЦР, чем Taq-полимераза. [33] Tk-SP, другой фермент T. kodakarensis , [33] [34] может разрушать аномальные прионные белки (PrPSc); [33] прионы представляют собой неправильно свернутые белки, которые могут вызывать смертельные заболевания у всех организмов. [33] Tk-SP демонстрирует широкую субстратную специфичность и экспоненциально разлагает прионы в лабораторных условиях. [33] Для сворачивания этого фермента не требуется кальций или какой-либо другой субстрат, поэтому в исследованиях он демонстрирует большой потенциал. [33] Были скоординированы дополнительные исследования фермента фосфосеринфосфатазы (PSP) T. onnurineus , который является важным компонентом регуляции активности PSP. [34] Эта информация полезна для фармацевтических компаний, поскольку аномальная активность PSP приводит к значительному снижению уровня серина в нервной системе, вызывая неврологические заболевания и осложнения. [34]
Thermococcus spp. могут повысить эффективность добычи золота до 95% благодаря своим особенностям биовыщелачивания. [35]
Ссылки [ править ]
- ^ См. Веб-страницу NCBI о Thermococcus . Данные извлечены из "ресурсов таксономии NCBI" . Национальный центр биотехнологической информации . Проверено 19 марта 2007 .
- ^ a b c Канганелла, Франческо; Джонс, Уильям Дж .; Гамбакорта, Агата; Антраникян, Гарабед (1998). « Thermococcus guaymasensis sp. Nov. И Thermococcus aggregans sp. Nov., Две новые термофильные археи, изолированные из гидротермального источника в бассейне Гуаймас» . Международный журнал систематической бактериологии . 48 (4): 6. DOI : 10.1099 / 00207713-48-4-1181 .
- ^ Tagashira, K .; и другие. (2013). «Генетические исследования вирусоподобных областей в геноме гипертермофильных архей, Thermococcus kodakarensis ». Экстремофилы . 17 (1): 153–160. DOI : 10.1007 / s00792-012-0504-6 .
- ^ Тэ Ян Юнг, Ю.-SK, Byoung-Ха О, и Euijeon Woo (2012). «Идентификация нового сайта связывания лиганда в фосфосерин фосфатазе из гипертермофильных архей Thermococcus onnurineus ». Wiley Periodicals: 11.
- ^ a b c d e f g h i Zhang, Y .; и другие. (2012). «Микробы, метаболизирующие серу, доминируют в микробных сообществах в гидротермальных системах мелководья в Андезите» . PLoS ONE . 7 (9): e44593. DOI : 10.1371 / journal.pone.0044593 . PMC 3436782 . PMID 22970260 .
- ^ а б Элизабет Антуан, JG; Менье, младший; Lesongeur, F .; Барбье, Г. (1995). «Выделение и характеристика чрезвычайно термофильных архебактерий, относящихся к роду Thermococcus, из глубоководного гидротермального бассейна Гуаймас». Современная микробиология . 31 (3): 7. DOI : 10.1007 / bf00293552 .
- ^ а б Аменабар, MJ; и другие. (2013). «Разнообразие архей гидротермальных систем острова Десепшн в Антарктиде». Полярная биология . 36 (3): 373–380. DOI : 10.1007 / s00300-012-1267-3 .
- ^ а б Ким, Б.К .; и другие. (2012). «Последовательность генома олигогалинного гипертермофильного архея, Thermococcus zilligii AN1, выделенного из наземного геотермального источника пресной воды» . Журнал бактериологии . 194 (14): 3765–3766. DOI : 10.1128 / jb.00655-12 . PMC 3393502 . PMID 22740682 .
- ^ Крупович, М .; и другие. (2013). «Понимание динамики генетических элементов Mobile в гипертермофильных Средах от пяти новых Thermococcus плазмид» . PLoS ONE . 8 (1): e49044. DOI : 10.1371 / journal.pone.0049044 . PMC 3543421 . PMID 23326305 .
- ^ Адриан Хетцер, HWM; Макдональд, Ян Р .; Доуни, Кристофер Дж. (2007). «Микробная жизнь в бассейне с шампанским, геотермальный источник в Вайотапу, Новая Зеландия». Экстремофилы . 11 (4): 605–14. DOI : 10.1007 / s00792-007-0073-2 . PMID 17426919 .
- ^ Кадзуо Тори, SI; Киёнари, Шиничи; Тахара, Саки; Ишино, Ёсизуми (2013). «Новая однониточная специфическая 3'-5 'экзонуклеаза, обнаруженная в гипертермофильных архее, Pyrococcus furiosus» . PLoS ONE . 8 (3): 9. DOI : 10.1371 / journal.pone.0058497 . PMC 3591345 . PMID 23505520 .
- ^ Цуй, ZC; и другие. (2012). «Высокий уровень экспрессии и характеристика термостабильной лизофосфолипазы из Thermococcus kodakarensis KOD1 ». Экстремофилы . 16 (4): 619–625. DOI : 10.1007 / s00792-012-0461-0 . PMID 22622648 .
- ^ Уэхара, Ре; Такано, Кадзуфуми; Кога, Юичи; Каная, Сигенори (2012). «Необходимость вставки последовательности IS1 для термической адаптации Pro-Tk-субтилизина из гипертермофильных архей». Экстремофилы . 16 (6): 841. DOI : 10.1007 / s00792-012-0479-3 .
- ^ Кубонова, Л .; и другие. (2012). «Для трансформации Thermococcus kodakarensis необходим гистон из архей » . Журнал бактериологии . 194 (24): 6864–6874. DOI : 10.1128 / jb.01523-12 . PMC 3510624 . PMID 23065975 .
- ^ Энн Постек, Флорида; Пинье, Патрисия; Оливье, Бернар; Кереллу, Джоэл; Годфрой, Энн (2007). «Непрерывное обогащение культур: понимание прокариотического разнообразия и метаболических взаимодействий в глубоководных вентиляционных трубах» (PDF) . Экстремофилы . 11 (6): 747. DOI : 10.1007 / s00792-007-0092-г . PMID 17576518 .
- ^ Eberly, Джед О. (2008). «Термотолерантные гидрогеназы: биологическое разнообразие, свойства и биотехнологические применения». Критические обзоры в микробиологии . 34 (3–4): 117–30. DOI : 10.1080 / 10408410802240893 . PMID 18728989 .
- ^ a b Schut, ГДж; и другие. (2013). «Модульные дыхательные комплексы, участвующие в метаболизме водорода и серы гетеротрофными гипертермофильными археями и их эволюционные последствия» . FEMS Microbiology Reviews . 37 (2): 182–203. DOI : 10.1111 / j.1574-6976.2012.00346.x .
- ^ Б Yuusuke Tokooji, TS, Синсукэ Fujiwara, Tadayuki Imanaka и Haruyuki Atomi (2013). «Генетическое исследование начального окисления аминокислот и катаболизма глутамата у гипертермофильных Archaeon Thermococcus kodakarensis ». Журнал бактериологии : 10.
- ^ Atomi, H .; и другие. (2013). «Биосинтез КоА в архее» . Труды биохимического общества . 41 : 427–431. DOI : 10,1042 / bst20120311 .
- ^ a b c d Ozawa, Y .; и другие. (2012). «Индолепируват ферредоксин оксидоредуктаза: чувствительный к кислороду железо-серный фермент из гипертермофильных архей Thermococcus profundus ». Журнал биологии и биоинженерии . 114 (1): 23–27. DOI : 10.1016 / j.jbiosc.2012.02.014 . PMID 22608551 .
- ^ a b c d e f g h Давыдова И. А.; и другие. (2012). «Вовлечение термофильных архей в биокоррозию нефтепроводов». Экологическая микробиология . 14 (7): 1762–1771. DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2012.02721.x . PMID 22429327 .
- ^ Даффо, Гай Д .; d'Hennezel, Ольга Б .; Peek, Andrew S .; Рейзенбах, Анна-Луиза; Келли, Роберт М. (1998). «Выделение и характеристика Thermococcus barossii , sp. Nov., Гипертермофильного архея, изолированного от гидротермального образования фланца вентиляционного канала». Систематическая и прикладная микробиология . 21 : 10. DOI : 10.1016 / s0723-2020 (98) 80007-6 .
- ^ Петрова, Т .; и другие. (2012). «АТФ-зависимая ДНК-лигаза из Thermococcus sp 1519 демонстрирует новое расположение OB-складчатого домена» . Acta Crystallographica Раздел F . 68 (12): 1440–1447. DOI : 10.1107 / s1744309112043394 . PMC 3509962 . PMID 23192021 .
- ^ a b c Изменить, JP (2009). «Краткий обзор микробной геохимии мелководной гидротермальной системы острова Вулкано (Италия)». Фрайберг Интернет-геология . 22 : 7.
- ^ Хьюз, RC; и другие. (2012). «Кристаллы неорганической пирофосфатазы из Thermococcus thioreducens для рентгеновской дифракции и нейтронографии» . Acta Crystallographica Раздел F . 68 (12): 1482–1487. DOI : 10.1107 / S1744309112032447 . PMC 3509969 . PMID 23192028 .
- ^ Ито, T (2003). «Таксономия неметаногенных гипертермофильных и родственных термофильных архей». Журнал биологии и биоинженерии . 96 (3): 10. DOI : 10,1263 / jbb.96.203 .
- ^ Юмани Куба, SI; Ямагами, Такеши; Токухара, Масахиро; Канаи, Тамоцу; Рёсукэ; Дайясу, Хироми; Атоми, Харуюки; Ишино, Ёсизуми (2012). «Сравнительный анализ двух ядерных антигенов пролиферирующих клеток из гипертермофильных архей, Thermococcus kodakarensis ». Гены в клетки . 17 (11): 923–937. DOI : 10.1111 / gtc.12007 . PMID 23078585 .
- ^ Хакон Дале, FG, Марит Madsen, Нильс-Каре Birkeland (2008). «Анализ структуры микробного сообщества попутной воды высокотемпературного месторождения нефти в Северном море». Антони ван Левенгук 93:13.
- ^ Ппюн, Х .; и другие. (2012). «Повышение эффективности ПЦР с использованием мутантных ДНК-полимераз Tpa-S из гипертермофильных архей Thermococcus pacificus ». Журнал биотехнологии . 164 (2): 363–370. DOI : 10.1016 / j.jbiotec.2013.01.022 . PMID 23395617 .
- ^ a b c d e f g h я Marguet, E .; и другие. (2013). «Мембранные везикулы, наноподы и / или нанотрубки, продуцируемые гипертермофильными археями рода Thermococcus » . Труды биохимического общества . 41 (1): 436–442. DOI : 10,1042 / bst20120293 . PMID 23356325 .
- ^ a b c d e Годен, М .; и другие. (2013). «Гипертермофильные археи производят мембранные везикулы, которые могут переносить ДНК». Отчеты по микробиологии окружающей среды . 5 (1): 109–116. DOI : 10.1111 / j.1758-2229.2012.00348.x . PMID 23757139 .
- ^ a b c d e Li, Z .; и другие. (2013). « Репликация ДНК Thermococcus kodakarensis ». Труды биохимического общества . 41 (1): 332–338. DOI : 10,1042 / bst20120303 . PMID 23356307 .
- ^ Б с д е ф Azumi Хирата, YH; Окада, июнь; Сакудо, Акикадзу; Икута, Кадзуёси; Канайя, Сигенори; Такано, Кадзуфуми (2013). «Ферментативная активность гомолога субтилизина, Tk-SP, из Thermococcus kodakarensis в детергентах и его способность разрушать аномальный прионный белок». BMC Biotechnology . 13 : 7.
- ^ a b c Трофимов А.А. и другие. (2012). «Влияние межмолекулярных контактов на структуру рекомбинантной пролидазы из Thermococcus sibiricus » . Acta Crystallographica Раздел F . 68 (11): 1275–1278. DOI : 10,1107 / s174430911203761x . PMC 3515363 . PMID 23143231 .
- ^ Мухаммад Нисар, NR; Башир, Камар; Садовник Курра-тул-Анн; Шафик, Мухаммед; Ахтар, Мухаммад (2013). «TK 1299, высокотермостабильная НАД (Ф) Н оксидаза из Thermococcus kodakaraensis, проявляющая более высокую ферментативную активность с НАДФН». Журнал биологии и биоинженерии . 116 (1): 39–44. DOI : 10.1016 / j.jbiosc.2013.01.020 . PMID 23453203 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Судебная комиссия Международного комитета по систематике прокариот (2005 г.). «В номенклатурные типы заказов Acholeplasmatales, Halanaerobiales, Halobacteriales, Methanobacteriales, Methanococcales, Methanomicrobiales, Planctomycetales, Prochlorales, Sulfolobales, Thermococcales, Thermoproteales и Verrucomicrobiales являются роды Acholeplasma , Halanaerobium , Halobacterium , Methanobacterium , Methanococcus , Methanomicrobium , Planctomyces , Prochloron , Sulfolobus , Thermococcus , Thermoproteus и Verrucomicrobium, соответственно. Заключение 79" . .. Int J. Syst Evol Microbiol. . 55 (Pt 1): 517-518. DOI : 10,1099 / ijs.0.63548-0 . PMID 15653928 .
- Мора, Максимилиан; Беллак, Аннетт; Угеле, Матиас; Хопф, Иоганн; Вирт, Рейнхард (август 2014 г.). «Устройство формирования температурного градиента, дополнительное устройство для микроскопов с нормальным светом для изучения биологии гипертермофильных микроорганизмов» . Прикладная и экологическая микробиология . 80 (15): 4764–70. DOI : 10,1128 / AEM.00984-14 . PMC 4148812 . PMID 24858087 .
- Zillig W; Holz I; Klenk HP; и другие. (1987). «Pyrococcus woesei, sp. Nov., Ультратермофильная морская архебактерия, представляющая новый отряд Thermococcales». Syst. Прил. Microbiol . 9 (1–2): 62–70. DOI : 10.1016 / S0723-2020 (87) 80057-7 .
- Zillig W; Holz L; Janekovic D; Schafer W; Рейтер WD (1983). «Архебактерии Thermococcus celer представляют новый род в термофильной ветви архебактерий». Syst. Прил. Microbiol . 4 : 88–94. DOI : 10.1016 / S0723-2020 (83) 80036-8 .
- Ссылки PubMed на Thermococcus
- Ссылки PubMed Central на Thermococcus
- Ссылки Google Scholar для Thermococcus
Внешние ссылки [ править ]
- Джон Р. Стивенсон. «Микробная эволюция и систематика» . Общая микробиология II . Проверено 13 июля 2008 .
- Страница таксономии NCBI для Thermococcus
- Поиск по страницам таксономии Tree of Life для Thermococcus
- Страница поиска видов2000 для Thermococcus
- Страница MicrobeWiki для Thermococcus
- Страница LPSN для Thermococcus
- Термококк в Bac Dive - база метаданных по разнообразию бактерий
