Corynebacterium glutamicum savybės, taksonomija, morfologija, kultūra



Corynebacterium glutamicum yra bakterija, esanti baciliaus, gramteigiamos, fakultatyvinės anaerobinės formos ir esanti dirvožemyje. Ji nesudaro sporų ir nėra patogeniška. Kartu su likusia Corynebacteriaceaee ir Mycobacteriaceae bei Nocardiaceae šeimų bakterijomis ji yra grupės, vadinamos CMN grupe, dalis. Į šią grupę įeina daugybė medicininės ir veterinarinės svarbos bakterijų.

Bakterija C. glutamicum Jis plačiai naudojamas pramonėje amino rūgščių gamybai. Šios bakterijos naudojimas pramoninei gamybai yra daugiau nei 40 metų. 

Šių bakterijų, įskaitant mononatrio glutamatą ir L-liziną, pagamintų amino rūgščių kiekis šiuo metu viršija 100 tonų per metus.

Indeksas

  • 1 Bendrosios charakteristikos
  • 2 Taksonomija
  • 3 Morfologija
  • 4 Auginimas
  • 5 Patogenezė
  • 6 Naudojimas biotechnologijoje
    • 6.1 Aminorūgščių gamyba
    • 6.2 Kiti produktai ir taikymas
  • 7 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos

-Corynebacterium glutamicum yra nepatogeninė gramteigiama bakterija.

-Negamina sporų.

-Sudėtyje yra katalazė.

-Angliavandeniai skaidosi per fermentacinį metabolizmą.

-Jis sugeba sintezuoti aminorūgštis, tokias kaip serinas, glutamatas ir lizinas.

Taksonomija

Rūšis C. glutamicum Pirmą kartą jis buvo rastas Japonijoje, o Kinoshita ir bendradarbiai jį apibūdino 1958 m Micrococcus glutamicus. Vėliau (1967 m.) Abe ir bendradarbiai ją perkėlė į žanrą Corynebacterium.

Genties bakterijos Corynebacterium jie yra taksonomiškai išdėstyti Corynebacterineae suborderyje. Šis poskyris savo ruožtu priklauso Actinomycetales, Actinobacteria klasei.

Corynebacterineae suborder yra Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae ir Nocardiaceae šeimos, vadinamos CMN grupe. Corynebacterium priklauso pirmajai iš šių šeimų.

Morfologija

Bakterija yra formuojama kaip lazdelė su ištinusiomis galūnėmis, formomis arba klubu. Jis turi chromosomą ir apvalią plazmidį. Jo genomas susideda iš 3 314 179 nukleotidų.

Ląstelių sienelė, be kitų medžiagų, susideda iš peptidoglikano, trumpos grandinės mikolio rūgščių, mezo-diaminopimelino rūgščių ir arabino-galaktano polimerų sluoksnio..

Auginimas

Corynebacterium glutamicum naudojasi daugybe substratų, įskaitant cukrus, organinės rūgštys ir alkoholiai, jų augimui ir amino rūgščių gamybai.

Ši bakterija per fermentacijos procesą išskiria angliavandenius. Aminorūgščių gamybai įtakos turi tam tikras anglies šaltinis ir tam tikros papildų sąlygos, pvz., Biotino apribojimas.

Siekiant gauti inokuliaciją, buvo naudojamos tryptono komplekso (YT), mielių ekstrakto ir minimalios modifikuotos CGXII terpės kultūros terpės..

Auginimui rekomenduojama 30 ° C temperatūra ir pH 7,4 - 7,5. Anglies šaltiniai, taip pat medžiagos, kurios bus naudojamos auginimui praturtinti, priklausys nuo rezultatų, kuriuos norite gauti.

Pavyzdžiui, nustatyta, kad gliukozė, amonio sulfatas, magnio sulfatas ir dikalio fosfatas turi didelę įtaką sukcinato gamybai..

Norint gauti didelę L-lizino koncentraciją, auginimo terpėje turėtų būti gliukozė, amonio sulfatas, kalcio karbonatas, baktokazamino rūgštis, tiamino hidrochloridas, D-biotinas, kalio dihidrofosfatas, magnio sulfato heptahidratas, geležies sulfatas heptahidratas. ir mangano chlorido tetrahidratas.

Patogenezė

Nors dauguma bakterijų, priklausančių Corynebacteriaceae šeimos, yra patogeniškos, kai kurios iš jų, įskaitant C. glutamicum, Jie yra nekenksmingi. Pastarasis, vadinamas ne difterijos corinebacteria (CND), yra komensinis arba saprofitinis, kuris gali būti žmonėms, gyvūnams ir dirvožemiui..

Kai kurie CND, kaip C. glutamicum ir C. feeiciens, naudojami nepageidaujamų amino rūgščių ir vitaminų gamyboje.

Naudojimas biotechnologijoje

Geno genomas C. glutamicum ji yra santykinai stabili, greitai auga ir neišskiria ekstraląstelinės proteazės. Be to, jis nėra patogeniškas, nesudaro sporų ir turi nedaug augimo reikalavimų.

Šios savybės ir tai, kad ji gamina fermentus ir kitus naudingus junginius, leido šiai bakterijai vadinti „darbo kūną“ biotechnologijoje..

Aminorūgščių gamyba

Pirmasis produktas parodė, kad buvo žinoma, kad jį gali biosintezuoti C. glutamicum Tai buvo glutamatas. Glutamatas yra nepakeičiama aminorūgštis, esanti maždaug 90% smegenų sinapsių.

Intervencijos informacijos perdavimui tarp centrinės nervų sistemos neuronų ir atminties formavimosi bei atkūrimo.

Lizinas, būtinas amino rūgštis žmonėms ir gyvų būtybių sintezuojamų baltymų dalis, taip pat gaminamas C. glutamicum.

Kitos amino rūgštys, gautos iš šios bakterijos, apima treoniną, izoleuciną ir seriną. Treoninas naudojamas daugiausia siekiant išvengti herpes.

Serinas padeda gaminti antikūnus ir imunoglobuliną. Izoleucinas savo ruožtu dalyvauja baltymų sintezėje ir energijos gamyboje fizinių pratimų metu.

Kiti produktai ir programos

Pantotenatas

Tai yra aktyviausia vitamino B5 forma (pantoteno rūgštis), nes kalcio pantotenatas naudojamas kaip papildas dietoje. Vitaminas B5 yra būtinas angliavandenių, lipidų ir baltymų sintezei.

Organinės rūgštys

Tarp kitų, C. glutamicum gamina laktatą ir sukcinatą. Laktatas turi daugybę panaudojimo būdų, pavyzdžiui, minkštiklio, maisto rūgštingumo reguliatoriaus, odų rauginimo, gryninimo, be kita ko.  

Sukcinatas naudojamas lakų, dažiklių, kvepalų, maisto priedų, vaistų gamybai ir biologiškai skaidžių plastikų gamybai..

Alkoholiai

Kadangi jis fermentuoja cukrų, jis gali gaminti alkoholius, tokius kaip etanolis ir izobutanolis. Dėl šios priežasties yra bandymų etanolio sintezei  C. glutamicum iš atliekų, gautų iš cukranendrių. Šių bandymų tikslas - pasiekti pramoninę biodegalų gamybą.

Ksilitolis, polialkoholis arba cukraus alkoholis, yra naudojamas kaip saldiklis diabetikams, nes jis nesumažina cukraus kiekio kraujyje..

Bioremediacija

C. glutamicum Jame yra du operonai genome, vadinami ars1 ir ars2, kurie yra atsparūs arsenui. Plėtoti tyrimai, kurių tikslas - galiausiai panaudoti šią bakteriją arseno absorbavimui iš aplinkos.

Biologiškai skaidomi plastikai

Be sukcinato, natūraliai bakterijų gaminamos organinės rūgšties, naudingos biologiškai skaidžių plastikų gamybai, yra dar vienas galimas junginys, kuris gali būti naudojamas šiems tikslams.

Šis junginys yra poliesteris, vadinamas poli (3-hidroksibutiratu) (P (3HB)). P (3HB) nėra gaminamas natūraliai  C. glutamicum. Tačiau genetiniai inžinieriai turi pažengusius tyrimus, kad bakterijoje sukurtų genetinę manipuliaciją - biosintetinį kelią, leidžiantį jį gaminti..

Nuorodos

  1. S. Abe, K.-I. Takayama, S. Kinoshita (1967). Taksonominiai tyrimai su glutamo rūgštis gaminančiomis bakterijomis. Bendrosios ir taikomosios mikrobiologijos žurnalas.
  2. J.-Y. Lee, Y.-A. Na, E. Kim, H.-S. Lee, P. Kim (2016). Aktinobakterija Corynebacterium glutamicum, pramoninis darbinis arklys. Mikrobiologijos ir biotechnologijos leidinys.
  3. J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018). Iššifruoti Corynebacterium glutamicum pereinant nuo aerobiozės per mikroaerobiozę prie anaerobiozės. Genai.
  4. S. Wieschalka, B. Blombach, M. Bott, B.J. Eikmanns (2012). Biologinė organinių rūgščių gamyba Corynebacterium glutamicum. Biotechnologijos.
  5. M. Wachi (2013). Amino rūgščių eksportuotojai. \ T Corynebacterium glutamicum. In: H. Yukawa, M. Inui (red.) Corynebacterium glutamicum biologija ir biotechnologija.
  6. Corynebacterium glutamicum. Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Rugsėjo 25 d. Iš en.wikipedia.org.
  7. Corynebacterium glutamicum. „Microbe Wiki“. Gauta 2018 m. Rugsėjo 25 d. Iš microbewiki.kenyon.edu.