Corynebacterium glutamicum jellemzői, taxonómia, morfológia, kultúra

Corynebacterium glutamicum Ez egy rúd alakú baktériumok, Gram-pozitív, fakultatív anaerob és a talajban. Nem spórákat képeznek és patogén. Együtt a többi Corynebacteriaceae és baktériumok Mycobacteriaceae család Nocardiaceae és része a csoport, a CMN csoportban. Ez a csoport magában foglalja számos orvosi szempontból fontos baktériumok és állatorvosi.

A baktérium C. glutamicum Az iparban széles körben alkalmazzák aminosavak előállítására. Ennek a baktériumnak az ipari termeléshez való felhasználása több mint 40 éve nyúlik vissza. 

A baktériumok által termelt aminosavak mennyisége, beleértve a mononátrium-glutamátot és az L-lizint, jelenleg meghaladja a 100 tonnát évente.

index

• 1 Általános jellemzők
• 2 Taxonómia
• 3 Morfológia
• 4 Termesztés
• 5 Patogenezis
• 6 Alkalmazások a biotechnológiában
  • 6.1 Aminosavak előállítása
  • 6.2 Egyéb termékek és alkalmazások
• 7 Referenciák

Általános jellemzők

-Corynebacterium glutamicum egy nem patogén Gram-pozitív baktérium.

-Nem termel spórákat.

-Katalázot tartalmaz.

-A szénhidrátokat a fermentációs metabolizmus révén bomlik le.

-Képes aminosavakat, például szerint, glutamátot és lizint szintetizálni.

taxonómia

A faj C. glutamicum Japánban először fedezték fel, és Kinoshita és munkatársai 1958-ban írják le Micrococcus glutamicus. Később (1967) Abe és munkatársai áthelyezték a műfajba Corynebacterium.

A nemzetség baktériumai Corynebacterium a Corynebacterineae alrendszerben taxonómiailag helyezkednek el. Ez a részrész az Actinomycetales, Actinobacteria osztály sorrendjéhez tartozik.

A corynebacterineae alosztály magában Corynebacteriaceae, Nocardiaceae Mycobacteriaceae és a családok a továbbiakban a CMN csoportban. Corynebacterium e családok első tagja.

morfológia

A baktérium egy pálcaként van kialakítva, amelynek duzzadt vége egy kalapács vagy klub formájában van. Kromoszómája és körkörös plazmidja van. Genomja 3,314,179 nukleotidból áll.

A sejtfal áll, egyéb anyagok között, egy peptidoglükán réteg, rövid láncú mikolsavak, mezo-diaminopimélicos savak és polimerek arabino galaktán.

megművelés

Corynebacterium glutamicum a szubsztrátok széles skáláját használja fel, beleértve a cukrokat, a szerves savakat és az alkoholokat, hogy növekedjen és aminosavak képződjenek.

Ez a baktérium a szénhidrátokat a fermentációs folyamat során bontja le. Az aminosavak termelését befolyásolja az adott szénforrás és a kiegészítők bizonyos feltételei, például a biotin korlátozása.

Az inokulumok előállításához trippton komplex (YT), élesztőkivonat és minimálisan módosított CGXII tápközeg táptalaját használtuk..

A tenyésztéshez 30 ° C-os és 7,4 - 7,5 pH-értéket ajánlunk. A szénforrások, valamint azok a anyagok, amelyeket a termény gazdagítására használnak, az eredményektől függenek..

Például, azt találták, hogy a glükóz, ammónium-szulfát, magnézium-szulfát és a dikálium-foszfátot, jelentős hatással a termelés szukcinát.

Ahhoz, hogy a nagy koncentrációjú L-lizin, a tápközeg kell glükózt, ammónium-szulfát, kalcium-karbonát, bactocasaminoácido, tiamin-hidroklorid, D-biotin, kálium-dihidrogén-foszfát, heptahidrát magnézium-szulfát, vas-szulfát-heptahidrát tetrahidrát és a mangán-klorid.

kórtani

Annak ellenére, hogy a Corynebacteriaceae családba tartozó baktériumok többsége kórokozó, némelyikük többek között C. glutamicum, Ők ártalmatlanok. Az utóbbi, más néven nem-diftéria corinebacteria (CND), kommenzális vagy szaprofitikus, amely emberekben, állatokban és a talajban jelen lehet..

Néhány CND, as C. glutamicum és C. feeiciens, az esszenciális aminosavak és vitaminok előállításához használják.

Alkalmazások a biotechnológiában

A gén genomja C. glutamicum viszonylag stabil, gyorsan növekszik és nem szekretál extracelluláris proteázt. Emellett nem patogén, nem képez spórákat, és viszonylag kevés növekedési követelménye van.

Ezek a tulajdonságok és az a tény, hogy enzimeket és más hasznos vegyületeket állítanak elő, lehetővé tették, hogy ezt a baktériumot "munkahuroknak" nevezzük a biotechnológiában..

Aminosavak előállítása

Az első termék megállapította, hogy ismert volt, hogy a bioszintézis által C. glutamicum Glutamát volt. A glutamát egy nem esszenciális aminosav, amely az agy szinapszisainak körülbelül 90% -ában van jelen.

A központi idegrendszer neuronjai közötti információátvitelben és a memória kialakulásában és helyreállításában való közreműködés.

A lizint, amely lényeges aminosav az emberek számára, és az élőlények által szintetizált fehérjék egy részét is előállítja C. glutamicum.

Az ebből a baktériumból származó egyéb aminosavak közé tartozik a treonin, az izoleucin és a szerin. A treonint elsősorban a herpesz megjelenésének megakadályozására használják.

A szerin segít az antitestek és az immunglobulin előállításában. Az izoleucin viszont részt vesz a fehérjék szintézisében és az energiatermelésben a fizikai gyakorlatok gyakorlása során.

Egyéb termékek és alkalmazások

pantotenát

A B5-vitamin legaktívabb formája (pantoténsav), mivel a kalcium-pantotenátot étrend-kiegészítőként használják. A B5-vitamin alapvető fontosságú a szénhidrátok, lipidek és fehérjék szintézisében.

Szerves savak

Többek között, C. glutamicum laktátot és szukcinátot termel. A laktátnak több alkalmazása van, mint például a lágyítószer, az élelmiszer savasságának szabályozója, a bőr bőrkímélése, tisztítószer, többek között.  

A szukcinátot lakkok, színezékek, parfümök, élelmiszer-adalékanyagok, gyógyszerek és biológiailag lebontható műanyagok gyártására használják..

alkoholok

Mivel cukrokat hordoz, alkoholokat, például etanolt és izobutanolt képes előállítani. Ebből kifolyólag az etanol szintézisére vonatkozó kísérletek vannak a  C. glutamicum a cukornádból származó hulladékból. E kísérletek célja a bioüzemanyagok ipari termelése.

A xilitol, a polialkohol vagy a cukoralkohol, cukorbetegek édesítőszereként alkalmazzák, mivel nem növeli a vércukorszintet.

bioremediation

C. glutamicum Két operont tartalmaz a genomjában, az ars1 és az ars2, amelyek az arzénnel szemben ellenállóak. Vannak olyan fejlesztések, amelyek célja, hogy végül ezt a baktériumot használják az arzén környezetből történő felszívódására.

Biológiailag lebomló műanyag

A szukcinát mellett a baktériumok által természetesen előállított szerves savak, amelyek biológiailag lebomló műanyagok előállításához hasznosak, létezik egy másik lehetséges vegyület, amelyet ezekre a célra lehet használni..

Ez a vegyület poli (3-hidroxi-butirát) (P (3HB)). P (3HB) nem termel természetesen  C. glutamicum. A genetikai mérnökök azonban fejlett tanulmányokkal rendelkeznek, hogy a baktériumban genetikai manipulációval létrejöjjön egy bioszintetikus út, amely lehetővé teszi a baktérium előállítását..

referenciák

1. S. Abe, K.-I. Takayama, S. Kinoshita (1967). A glutaminsav-termelő baktériumok taxonómiai vizsgálatai. Az Általános és Alkalmazott Mikrobiológia Lapja.
2. JY Lee, Y.-A. Na, E. Kim, H.-S. Lee, P. Kim (2016). Az aktinobaktérium Corynebacterium glutamicum, egy ipari munkahát. Journal of Microbiology and Biotechnology.
3. J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018). Elmagyarázza az adaptációt Corynebacterium glutamicum az aerobiosisról a mikroaerobiosison át az anaerobiosisra való átmenetben. gének.
4. S. Wieschalka, B. Blombach, M. Bott, B.J. Eikmanns (2012). A szerves savak bioalapú előállítása Corynebacterium glutamicum. Biotechnológiai.
5. M. Wachi (2013). Aminosav-exportőrök Corynebacterium glutamicum. In: H. Yukawa, M. Inui (szerk.) Corynebacterium glutamicum biológia és biotechnológia.
6. Corynebacterium glutamicum. Wikipédiában. Született 2018. szeptember 25-én az en.wikipedia.org webhelyről.
7. Corynebacterium glutamicum. A Microbe Wikiben. Született 2018. szeptember 25-én a microbewiki.kenyon.edu-tól.