Corynebacterium תכונות glutamicum, טקסונומיה, מורפולוגיה, תרבות



Corynebacterium glutamicum זוהי בקטריה מוט בצורת, גראם חיובי, אנאירובי פקולטטיבי ו באדמה. זה לא טופס נבגים ולא זה פתוגני. יחד עם שאר בני המשפחה Mycobacteriaceae Corynebacteriaceae וחיידקים Nocardiaceae והוא חלק מהקבוצה המכונה קבוצת CMN. קבוצה זו כוללת חיידקים רבים בעלי חשיבות רפואית וטרינרית.

החיידק גלוטומיקום זה נעשה שימוש נרחב בתעשייה לייצור של חומצות אמינו. השימוש של חיידק זה עבור הייצור התעשייתי תאריכי חזרה יותר מ -40 שנה. 

כמות חומצות האמינו המיוצרות על ידי חיידקים אלה, כולל מונוסודיום גלוטמט ו- L-lysine, עולה כיום על 100 טון בשנה.

אינדקס

  • 1 מאפיינים כלליים
  • 2 טקסונומיה
  • 3 מורפולוגיה
  • 4 טיפוח
  • 5 פתוגנזה
  • 6 שימושים בביוטכנולוגיה
    • 6.1 ייצור חומצות אמינו
    • 6.2 מוצרים ויישומים אחרים
  • 7 הפניות

מאפיינים כלליים

-Corynebacterium glutamicum הוא חיידק גראם לא פתוגני חיובי.

-לא מייצרים נבגים.

-מכיל קטליז.

-מתכלה פחמימות דרך חילוף החומרים התסיסה שלה.

-זה יכול לסנתז חומצות אמינו כגון serine, גלוטמט וליזין.

טקסונומיה

המין גלוטומיקום הוא התגלה לראשונה ביפן ותואר על ידי Kinoshita ומשתפי פעולה בשנת 1958, תחת השם מיקרוסקופוס גלוטמיקוס. מאוחר יותר (1967), אייב ומשתפי הפעולה העבירו אותו לז'אנר Corynebacterium.

החיידקים של הסוג Corynebacterium הם ממוקמים טקסונומית ב Corynebacterineae משנה. זה משנה בתורו שייך סדר Actinomycetales, בכיתה Actinobacteria.

תת-המערכת Corynebacterineae כוללת את המשפחות Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae ו- Nocardiaceae בשם קבוצת ה- CMN. Corynebacterium שייך למשפחה הראשונה.

מורפולוגיה

החיידק הוא בצורת מוט עם קצוות נפוחים בצורה של פטיש או מועדון. יש לו כרומוזום פלסמידיום עגול. הגנום שלה מורכב מ -3,314,179 נוקליאוטידים.

דופן התא מורכבת, בין חומרים אחרים, שכבת פפטידוגליקן, חומצות mycolic קצרה שרשרת, חומצות טוו-diaminopimélicos ופולימרי arabino galactan.

טיפוח

Corynebacterium glutamicum משתמשת במגוון רחב של מצעים, כולל סוכרים, חומצות אורגניות ואלכוהולים, לצמיחתה ולפיתוח חומצות אמינו.

חיידק זה שובר את הפחמימות דרך תהליך התסיסה. הייצור של חומצות אמינו מושפע ממקור פחמן נתון ועל ידי תנאים מסוימים של תוספי כגון הגבלה של ביוטין.

על מנת להשיג inocula, התקשורת התרבותית של מורכבים טריפטון (YT), תמצית שמרים ושינה מינימלית מדיה CGXII השתנה..

לטיפוח, טמפרטורות של 30 מעלות צלזיוס ו pH של 7.4 - 7.5 מומלץ. מקורות הפחמן, כמו גם החומרים העשויים לשמש להעשרת היבול, יהיו תלויים בתוצאות שברצונכם להשיג.

לדוגמה, נמצא כי גלוקוז, אמוניום סולפט, מגנזיום גופרתי ו dipotassium פוספט יש השפעה משמעותית על ייצור succinate.

כדי להשיג ריכוז גבוה של ליזין L, המדיום התרבות חייבת להיות גלוקוז, אמוניום סולפט, סידן פחמתי, bactocasaminoácido, הידרוכלוריד תיאמין, D-ביוטין, פוספט dihydrogen אשלגן, מגנזיום סולפט heptahydrate, heptahydrate ברזל סולפט ו manganese כלוריד tetrahydrate.

פתוגנזה

למרות שרוב החיידקים השייכים למשפחת Corynebacteriaceae הם פתוגניים, חלקם, כולל גלוטומיקום, הם מזיקים. אלה האחרונים, הידועים כ- corinebacteria ללא דיפתריה (CND), הם מחזורים או saprophytic שעשויים להיות נוכחים בבני אדם, בבעלי חיים ובאדמה..

כמה CND, כמו גלוטומיקום ו ג, משמשים בייצור של חומצות אמינו חיוניות וויטמינים.

שימושים בביוטכנולוגיה

הגנום של גלוטומיקום הוא יציב יחסית, גדל במהירות ואינו מפריש פרוטאז תאיים. בנוסף לכך, זה לא פתוגני, לא טופס נבגים יש מספר דרישות צמיחה יחסית.

מאפיינים אלה, והעובדה שהיא מייצרת אנזימים ותרכובות שימושיות אחרות, אפשרה לחיידק הזה להיקרא "סוס עבודה" בביוטכנולוגיה..

ייצור חומצות אמינו

המוצר הראשון מצא כי היה ידוע כי זה יכול להיות biosynthesized על ידי גלוטומיקום זה היה גלוטמט. גלוטמט הוא חומצת אמינו לא חיונית הקיימת בכ -90% מסינפסות המוח.

מתערבת בהעברת מידע בין הנוירונים של מערכת העצבים המרכזית לבין היווצרות והתאוששות של הזיכרון.

ליזין, חומצת אמינו חיונית לבני אדם וחלק מהחלבונים המסונתזים על ידי יצורים חיים, מיוצרת גם על ידי גלוטומיקום.

חומצות אמינו אחרות המתקבלות חיידק זה כוללים threonine, isoleucine ו serine. Threonine משמש בעיקר כדי למנוע את המראה של הרפס.

Serine מסייע בייצור של נוגדנים ו immunoglobulin. Isoleucine, בתורו, מעורב בסינתזה של חלבונים בייצור אנרגיה במהלך התרגול של תרגילים פיזיים.

מוצרים ויישומים אחרים

Pantothenate

זוהי הצורה הפעילה ביותר של ויטמין B5 (חומצה pantothenic), כמו pantothenate סידן משמש כתוספת בדיאטות. ויטמין B5 חיוני בסינתזה של פחמימות, שומנים וחלבונים.

חומצות אורגניות

בין היתר, גלוטומיקום מייצרת לקטט ו succinate. לקטט יש מספר יישומים, כגון מרכך, הרגולטור של חומציות מזון, שיזוף של עורות, purgative, בין היתר.  

Succinate, מצידה, משמש לייצור lacquers, צבעים, בשמים, תוספי מזון, תרופות לייצור של פלסטיק מתכלה.

אלכוהולים

בגלל זה מתסיס סוכרים, הוא מסוגל לייצר אלכוהול, כגון אתנול ו isobutanol. מסיבה זו ישנם ניסויים לסינתזה של אתנול בתרבויות של  גלוטומיקום מפסולת שמקורה בקני סוכר. מטרת ניסויים אלה היא להשיג את הייצור התעשייתי של דלק ביולוגי.

Xylitol, polyalcohol, או אלכוהול סוכר, משמש ממתיק לחולי סוכרת כי זה לא מעלה את רמות הסוכר בדם.

Bioremediation

גלוטומיקום הוא מכיל שני אופרנים בגנום שלו, הנקראים ars1 ו ars2, אשר עמידים ארסן. ישנם מחקרים בפיתוח במטרה בסופו של דבר באמצעות חיידקים אלה לספוג ארסן מהסביבה.

פלסטיק מתכלה

בנוסף כדי succinate, חומצה אורגנית המיוצר באופן טבעי על ידי חיידקים, שימושי לייצור של פלסטיק מתכלה, יש עוד תרכובת אפשרית כי ניתן להשתמש למטרות אלה.

המתחם הזה הוא פוליאסטר שנקרא פולי (3-hydroxybutyrate) (P (3HB)). P (3HB) לא מיוצר באופן טבעי על ידי  גלוטומיקום. עם זאת, מהנדסים גנטיים יש מחקרים מתקדמים ליצור חיידק, על ידי מניפולציה גנטית, נתיב biosynthetic המאפשר לה להיות מיוצר.

הפניות

  1. ס 'אבה, ק. טאקאיאמה, ס 'קינושיטה (1967). מחקרים טקסונומיים על חיידקים המייצרים חומצה גלוטמית. כתב העת של כללי מיקרוביולוגיה יישומית.
  2. J.-Y. Lee, Y.- A. Na, E. Kim, H.-S. לי, פ 'קים (2016). את actinobacterium Corynebacterium glutamicum, סוס עבודה תעשייתי. כתב העת של מיקרוביולוגיה וביוטכנולוגיה.
  3. J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018). פענוח ההתאמה של Corynebacterium glutamicum במעבר מ אירוביוזיס באמצעות מיקרואירוביוזה כדי אנאירוביוזה. גנים.
  4. ס 'ויסקלקה, ב' בלומבך, מ 'בוט, ב'. Eikmanns (2012). ביו מבוססי ייצור של חומצות אורגניות עם Corynebacterium glutamicum. ביוטכנולוגיה.
  5. M. Wachi (2013). חומצות אמינו היצואנים ב Corynebacterium glutamicum. ב: ח 'יוקאווה, מ' ינאי (עורכים) Corynebacterium glutamicum ביולוגיה וביוטכנולוגיה.
  6. Corynebacterium glutamicum. בוויקיפדיה. אוחזר ב -25 בספטמבר 2018 מ en.wikipedia.org.
  7. Corynebacterium glutamicum. ויקימילון. מאחזר ב -25 בספטמבר 2018 מ microbewiki.kenyon.edu.