Aquifex

This is a curated page. Report corrections to Microbewiki.

A Microbial Biorealm page on the genus Aquifex

Aquifex pyrophilus (platinum shadowed).
© K.O. Stetter & Reinhard Rachel, University of Regensburg.

Aquifex pyrophilus (freeze-etched).
© K.O. Stetter & Reinhard Rachel, University of Regensburg.

Classification

Higher order taxa:

Bacteria; Aquificae; Aquificae (class); Aquificales; Aquificaceae; Aquifex

Species:

Aquifex aeolicus, Aquifex pyrophilus, Aquifex sp.

NCBI: Taxonomy Genome

Description and Significance

Deep-branching bacteria of the genus Aquifex, such as Aquifex pyrophilus and Aquifex aeolicus, can grow at 95 degrees C; they are among the most extreme thermophilic bacteria known. A. aeolicuksen saivat ensin R. Huber ja K. O. Stetter
Aeolisaarilta (Sisilian pohjoispuolelta Italiasta), kun taas A. pyrophilus saatiin Kolbenseyn harjanteelta Islannin pohjoispuolelta..

tämän vuoksi Akvifexin arvellaan olevan yksi varhaisimmista eubakteerista poikkeavista bakteereista. Hypertermofiiliset bakteerit, kuten Aquifex, ovat tärkeitä teollisissa prosesseissa ja sen geenejä voidaan käyttää erilaisissa bioteknisissä sovelluksissa.

genomin rakenne

vaikka Akvifeksillä on kyky selviytyä äärimmäisissä lämpötiloissa, on A. aeolikusgenomissa havaittavissa vain muutamia erityisiä lämmönkestävyysindikaattoreita. Perimä, jonka pituus on 1 551 335 bp, on tiheästi pakattu ja sisältää geenejä, jotka limittyvät toisiin. Lisäksi introneja tai proteiineja yhdistäviä alkuaineita ei ole löydetty.. Tämä ja alentunut aineenvaihdunnan joustavuus johtuvat todennäköisesti rajallisesta genomikoosta; tämän monimutkaisen organismin genomi on yksi kolmasosa E. colin genomista. A: n laskettu sekvenssin redundanssi. aeolicuksen genomi on 4,83 (Deckert et al. 1998). Aquifex-genomin vertailu muihin eliöihin osoitti, että 16% it-geeneistä on peräisin arkaabakteereista. Lisätietoja A. aeolicus VF5: n genomista ja kromosomirakenteesta saa TIGR: stä.

solun rakenne ja aineenvaihdunta

Aquifex pyrophilus (ultrathin section).
© K. O. Stetter & Reinhard Rachel, Regensburgin yliopisto.

Akvifeksit ovat ei-muotoilevia, gramnegatiivisia, yleensä sauvanmuotoisia eliöitä. Ne ovat noin 2,0-6,0 mikrometriä pitkiä ja läpimitaltaan 0,4-0,5 mikrometriä. Autotrofisina eliöinä Aquifex korjaa hiilidioksidia ympäristöstä saadakseen tarvitsemansa hiilen. Ne ovat kemolitotrofisia eli ne ammentavat energiaa biosynteesiin epäorgaanisista kemiallisista lähteistä. Entsyymit tämä organismi käyttää aerobista hengitystä ovat samanlaisia entsyymejä löytyy muiden aerobisten bakteerien (Deckert et al. 1998). A. aeolicus vaatii ilmasta happea elektronien vastaanottajaksi hapettaakseen vetykaasun (prokaryootit):

2 H2 + O2 → 2 H2O

Aquifex, joka tarkoittaa ”veden valmistajaa”, sai nimensä, koska tämän reaktion lopputuote on vesi. Silti useimmat Aquificales voivat käyttää energianlähteenään tiosulfaattia tai rikkiä (paljolti klorobiumin ja muiden vihreiden rikkibakteerien tapaan) ja tuottaa veden sijasta rikkihappoa ja H2S: ää. Vaikka suurin osa Akvifcaleista on täysin aerobisia, A. pyrophiluksen osoitettiin kykenevän kasvamaan anaerobisesti pelkistämällä typpeä hapen sijasta (muodostaen lopputuotteen N2 veden sijaan). Lisätietoja ja kaavioita tunnettu A. aeolicus metabolic pathways, visit Systems Biology Inc.

eräässä tuoreessa tutkimuksessa on havaittu, että ei-N-metyloituja APT-lipidejä voidaan havaita Aquifexin yleisenä fosfolipidipääryhmänä. Tutkimuksessa tultiin siihen tulokseen, että ” tämä näennäinen näyttö siitä, että apt-pääryhmä on levinnyt laajemmalle syvälle haarautuvien bakteerien keskuudessa, antaa lisätodisteita siitä, että eräillä syvälle haarautuvilla bakteereilla on muita rakenteellisia piirteitä kuin hyvin kuvattu eetteriin sitoutuneiden alkyyliketjujen esiintyminen arkaalisessa domeenissa.”

Ei-N-metyloidut APT-lipidit havaittu Akvifeksissä, kuva Sturt et al: sta (2004)

ekologia

hypertermofiilinen bakterium, aquifex aeolicus kasvaa erittäin kuumissa tempuratuureissa, kuten tulivuorten tai kuumien lähteiden lähellä. Ne kasvavat optimaalisesti noin 85 asteen lämpötilassa, mutta voivat kasvaa jopa 95 asteen lämpötilassa. Se tarvitsee happea aineenvaihduntakoneistonsa jatkamiseen, mutta se voi toimia suhteellisen matalissa happipitoisuuksissa (A. pyrophilus voi kasvaa happipitoisuuksissa niinkin alhaiseksi kuin 7.5 ppm). A. aeolicus can grow on hydrogen, oxygen, carbon dioxide, and mineral salts (Deckert et al. 1998). Aquifex species generally form large cell aggregates, which can be comprised of up to 100 individual cells.

Aquifex aeolicus. © K.O. Stetter & Reinhard Rachel, University of Regensburg.

A hot spring at Octopus Spring. From the Lunar and Planetary Institute.

noin 2 metriä alavirtaan kuvassa olevasta lähteestä oikealle. Tästä kanavasta löydettiin Aquifexiä ja Thermotogaa sisältäviä vaaleanpunaisia mikrobifilamentteja. Tempuratuuriksi mitattiin 83 astetta ja pH: ksi todettiin 8. Lunar and Planetary Institutesta.

Deckert, Gerard, et al. 1998. ”Hypertermofiilisen aquifex aeolicus-bakteerin täydellinen perimä.”Nature, Vol. 392. Macmillan Publishers. 353-358.

Huber, R., et al. 1998 Thermocrinus ruber, gen.marras., sp. Marraskuuta., vaaleanpunaista hehkulamppua muodostava hyperthemofiilinen bakteeri eristettynä Yellowstonen Kansallispuistosta. Appl. Env. Mikrobiolia. 64:3576-3583.

Prescott, Harley, Klein. 21bakteerit: Deinokokit ja ei-Protobakteerit: Gramnegatiivit. McGraw Hillin Korkeakoulu.

Sturt, Helen F.; Roger E. Summons, Kristin Smith, Marcus Elvert ja Kai-Uwe Hinrichs. ”Ehjät polaarikalvon lipidit prokaryooteissa ja sedimenteissä, jotka on tulkittu korkean suorituskyvyn nestekromatografialla/elektrospray-ionisaatiolla monivaiheinen massaspektrometria—uudet biomarkkerit biogeokemialle ja mikrobiekologialle.”Rapid Commun. Massaspektromi. 2004; 18: 617–628.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.