Corynebacterium glutamicumin ominaisuudet, taksonomia, morfologia, kulttuuri



Corynebacterium glutamicum on bakteeri bacilluksen, grampositiivisen, kasvullisen anaerobisen ja maaperässä esiintyvän. Se ei muodosta itiöitä eikä se ole patogeeninen. Yhdessä muiden Corynebacteriaceaen ja perheiden Mycobacteriaceae ja Nocardiaceae bakteerien kanssa se on osa ryhmää, joka tunnetaan nimellä CMN-ryhmä. Tähän ryhmään kuuluu monia lääketieteellisiä ja eläinlääketieteellisiä merkityksiä.

Bakteeri C. glutamicum Sitä käytetään laajasti teollisuudessa aminohappojen valmistukseen. Tämän bakteerin käyttö teolliseen tuotantoon on peräisin yli 40 vuotta. 

Näiden bakteerien, mukaan lukien mononatriumglutamaatti ja L-lysiini, tuottamien aminohappojen määrä on tällä hetkellä yli 100 tonnia vuodessa.

indeksi

  • 1 Yleiset ominaisuudet
  • 2 Taksonomia
  • 3 Morfologia
  • 4 Viljely
  • 5 Patogeneesi
  • 6 Käyttö bioteknologiassa
    • 6.1 Aminohappojen tuotanto
    • 6.2 Muut tuotteet ja sovellukset
  • 7 Viitteet

Yleiset ominaisuudet

-Corynebacterium glutamicum on ei-patogeeninen grampositiivinen bakteeri.

-Ei tuota itiöitä.

-Sisältää katalaasia.

-Hajottaa hiilihydraatteja fermentatiivisen aineenvaihdunnan kautta.

-Se pystyy syntetisoimaan aminohappoja, kuten seriiniä, glutamaattia ja lysiiniä.

taksonomia

Laji C. glutamicum Se löydettiin ensimmäistä kertaa Japanissa ja Kinoshita ja yhteistyökumppanit kuvailivat sitä vuonna 1958 nimellä Micrococcus glutamicus. Myöhemmin (1967) Abe ja yhteistyökumppanit sijoittivat sen tyylilajiin Corynebacterium.

Suvun bakteerit Corynebacterium ne sijaitsevat taksonomisesti Corynebacterineae-alirajoituksessa. Tämä osajärjestelmä puolestaan ​​kuuluu Actinomycetales-luokan, Actinobacteria-luokan järjestykseen.

Alaryhmä Corynebacterineae sisältää perheet Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae ja Nocardiaceae, jotka on nimetty CMN-ryhmäksi. Corynebacterium kuuluu ensimmäiseen näistä perheistä.

morfologia

Bakteeri on muotoiltu sauvaksi, jonka turvotetut päät ovat malletin tai klubin muodossa. Siinä on kromosomi ja pyöreä plasmidiumi. Sen genomi koostuu 3 314 179 nukleotidista.

Soluseinä koostuu muun muassa peptidoglykaanikerroksesta, lyhytketjuisista mykolihapoista, meso-diaminopimeliinihapoista ja arabino-galaktaanipolymeereistä..

viljely

Corynebacterium glutamicum käyttää monenlaisia ​​substraatteja, mukaan lukien sokerit, orgaaniset hapot ja alkoholit, sen kasvun ja aminohappojen tuotannon kannalta.

Tämä bakteeri hajottaa hiilihydraatit käymisprosessin kautta. Aminohappojen tuotantoon vaikuttaa tietty hiililähde ja tietyt lisäaineiden olosuhteet, kuten biotiinin rajoittaminen.

Inokulaation saamiseksi käytettiin tryptonikompleksin (YT), hiivauutteen ja minimaalisesti modifioidun CGXII-väliaineen viljelyväliaineita..

Viljelyä varten suositellaan 30 ° C: n lämpötiloja ja pH 7,4 - 7,5. Hiililähteet ja aineet, joita käytetään viljelyn rikastamiseen, riippuvat tuloksista, jotka haluat saada.

Esimerkiksi on havaittu, että glukoosilla, ammoniumsulfaatilla, magnesiumsulfaatilla ja dikaliumfosfaatilla on merkittävä vaikutus sukkinaattituotantoon.

L-lysiinin suuren pitoisuuden saamiseksi viljelyalustassa tulisi olla glukoosi, ammoniumsulfaatti, kalsiumkarbonaatti, baktokasaminohappo, tiamiinihydrokloridi, D-biotiini, kaliumdivetyfosfaatti, magnesiumsulfaattiheptahydraatti, rautasulfaattiheptahydraatti ja mangaanikloriditetrahydraatti.

patogenian

Vaikka suurin osa Corynebacteriaceae-sukuun kuuluvista bakteereista on patogeenisiä, osa niistä mukaan lukien C. glutamicum, He ovat vaarattomia. Jälkimmäinen, joka tunnetaan ei-difteriatorinebakteereina (CND), on kommensaalinen tai saprofyyttinen, joka voi esiintyä ihmisissä, eläimissä ja maaperässä..

Jotkut CND, kuten C. glutamicum ja C. feeiciens, käytetään välttämättömien aminohappojen ja vitamiinien valmistukseen.

Käyttö bioteknologiassa

Genomin genomi C. glutamicum se on suhteellisen stabiili, kasvaa nopeasti eikä eritä solunulkoista proteaasia. Tämän lisäksi se ei ole patogeeninen, ei muodosta itiöitä ja sillä on suhteellisen vähän kasvuvaatimuksia.

Nämä ominaisuudet ja se, että se tuottaa entsyymejä ja muita hyödyllisiä yhdisteitä, ovat antaneet tälle bakteerille nimityksen "työhorseeksi" bioteknologiassa..

Aminohappojen tuotanto

Ensimmäisessä tuotteessa havaittiin, että oli tiedossa, että se voidaan biosyntetisoida C. glutamicum Se oli glutamaatti. Glutamaatti on ei-välttämätön aminohappo, joka on läsnä noin 90 prosentissa aivojen synapseista.

Keskustelut tiedon välittämisessä keskushermoston hermosolujen ja muistin muodostumisen ja palautumisen välillä.

Myös lysiiniä, oleellista aminohappoa ihmisille ja osaa elävien olentojen syntetisoimista proteiineista, tuottaa myös C. glutamicum.

Muita tästä bakteerista saatuja aminohappoja ovat treoniini, isoleusiini ja seriini. Treoniinia käytetään pääasiassa herpesin esiintymisen estämiseksi.

Seriini auttaa vasta-aineiden ja immunoglobuliinin tuottamisessa. Isoleusiini puolestaan ​​osallistuu proteiinien synteesiin ja energiantuotantoon fyysisten harjoitusten harjoittamisen aikana.

Muut tuotteet ja sovellukset

pantotenaattia

Se on B5-vitamiinin aktiivisin muoto (pantoteenihappo), koska kalsium pantotenaattia käytetään ruokavalion täydennyksenä. B5-vitamiini on välttämätön hiilihydraattien, lipidien ja proteiinien synteesissä.

Orgaaniset hapot

Muun muassa, C. glutamicum tuottaa laktaattia ja sukkinaattia. Laktaatilla on useita sovelluksia, kuten pehmennysaine, elintarvikkeiden happamuuden säätelijä, nahkojen parkitus, puhdistusaine, muun muassa.  

Sukkinaattia puolestaan ​​käytetään lakkojen, väriaineiden, hajusteiden, elintarvikelisäaineiden, lääkkeiden valmistukseen ja biohajoavien muovien valmistukseen..

alkoholit

Koska se fermentoi sokereita, se kykenee tuottamaan alkoholeja, kuten etanolia ja isobutanolia. Tästä syystä on tehty kokeita etanolin synteesille  C. glutamicum sokeriruokosta peräisin olevista jätteistä. Näiden kokeiden tavoitteena on saavuttaa biopolttoaineiden teollinen tuotanto.

Ksylitolia, polyalkoholia tai sokerialkoholia, käytetään makeutusaineena diabeetikoille, koska se ei lisää verensokeritasoa.

bioremediation

C. glutamicum Se sisältää kaksi genonia sisältävää operonia, joita kutsutaan ars1: ksi ja ars2: ksi, jotka ovat resistenttejä arseenille. Kehittämisessä on tutkimuksia, joiden tarkoituksena on lopulta käyttää näitä bakteereja arseenin absorboimiseksi ympäristöstä.

Biologisesti hajoavat muovit

Suktsinaatin lisäksi bakteerien luonnollisesti tuottama orgaaninen happo, joka on hyödyllinen biohajoavien muovien valmistuksessa, on toinen mahdollinen yhdiste, jota voidaan käyttää näihin tarkoituksiin.

Tämä yhdiste on polyesteri, jota kutsutaan poly (3-hydroksibutyraatiksi) (P (3HB)). P (3HB) ei tuotu luonnollisesti  C. glutamicum. Geenitekniikoilla on kuitenkin kehittyneitä tutkimuksia, joilla bakteerissa syntyy geneettinen manipulointi biosynteettinen polku, joka mahdollistaa sen tuottamisen.

viittaukset

  1. S. Abe, K.-I. Takayama, S. Kinoshita (1967). Glutamiinihappoa tuottavien bakteerien taksonomiset tutkimukset. Yleisen ja sovelletun mikrobiologian lehti.
  2. JY Lee, Y.-A. Na, E. Kim, H.-S. Lee, P. Kim (2016). Actinobacterium Corynebacterium glutamicum, teollinen työkone. Journal of Microbiology and Biotechnology.
  3. J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018). Salauksen sopeuttaminen Corynebacterium glutamicum siirtyminen aerobioosista mikroaerobioosin kautta anaerobioosiin. geenit.
  4. S. Wieschalka, B. Blombach, M. Bott, B.J. Eikmanns (2012). Orgaanisten happojen biopohjainen tuotanto Corynebacterium glutamicum. biotekniikka.
  5. M. Wachi (2013). Aminohappojen viejät Corynebacterium glutamicum. Julkaisussa: H. Yukawa, M. Inui (toim.) Corynebacterium glutamicum biologia ja biotekniikka.
  6. Corynebacterium glutamicum. Wikipediassa. Haettu 25. syyskuuta 2018 alkaen en.wikipedia.org.
  7. Corynebacterium glutamicum. Microbe Wikissä. Haettu 25. syyskuuta 2018 osoitteesta microbewiki.kenyon.edu.