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. aeolicus blev først opnået af R. Huber og Ko Stetter på de aeoliske øer (nord for Sicilien, Italien), mens A. pyrophilus blev opnået ved Kolbensey Ridge, nord for Island..

på grund af dette menes Akvifeks at være en af de tidligste bakterier, der afviger fra eubakterier. Hypertermofile bakterier såsom Akvifeks er vigtige for industrielle processer, og dets gener kan bruges i en række bioteknologiske anvendelser.

Genomstruktur

selvom Akvifeks har evnen til at overleve ved ekstreme temperaturer, er der kun få specifikke varmemodstandsindikatorer, der er tydelige i A. aeolicusgenomet. Genomet, som er 1.551.335 bp i længden, er tæt pakket og indeholder gener, der overlapper andre. Derudover er der ikke fundet introner eller proteinsplitningselementer.. Dette sammen med en reduceret metabolisk bøjelighed skyldes sandsynligvis den begrænsede genomstørrelse; genomet af denne komplekse organisme er en tredjedel af E. coli-genomet. Den beregnede sekvens redundans for A. aeolicus genom er 4,83 (Deckert et al. 1998). Sammenligning af Akvifeksgenomet med andre organismer viste, at 16% af det gener stammer fra archaea bakterier. Besøg TIGR for mere information om genomet og kromosomstrukturen af A. aeolicus VF5.

cellestruktur og metabolisme

akvifeks pyrophilus (Ultratynd sektion).
K. O. Stetter& Reinhard Rachel, universitetet i Regensburg.

Akvifeks er nonsporeforming, gramnegative, generelt stavformede organismer. De er omkring 2,0-6,0 mikrometer i længden og har en diameter på 0,4-0,5 mikrometer. Som autotrofe organismer fikserer Akvifeks kulsyre fra miljøet for at få det kulstof, de har brug for. De er kemolithotrofe, hvilket betyder, at de trækker energi til biosyntese fra uorganiske kemiske kilder. Denne organisme bruger til aerob respiration ligner de bakterier, der findes i andre aerobe bakterier (Deckert et al. 1998). A. aeolicus kræver ilt fra luften som en elektronacceptor for at ilte brintgas (prokaryoter):

2 H2 + O2 liter 2 H2O

Akvifeks, der betyder “vand-maker,” fik sit navn, fordi det endelige produkt af denne reaktion er vand. Alligevel kan de fleste vanddyr bruge thiosulfat eller svovl som energikilde (ligesom chlorbium og andre grønne svovlbakterier) og producere svovlsyre og H2S i stedet for vand. Selvom de fleste Akvifkalaer er strengt aerobe, A. pyrophilus viste sig at være i stand til at vokse anaerobt ved at reducere nitrogen i stedet for ilt (danner et slutprodukt af N2 i stedet for vand). For mere information og diagrammer af kendte A. aeolicus metaboliske veje, besøg Systems Biology Inc.

en nylig undersøgelse har vist, at ikke-N-methylerede APT-lipider kan observeres som en almindelig phospholipidhovedgruppe i Akvifeks. Undersøgelsen konkluderede, at ” dette tilsyneladende bevis for en mere udbredt tilstedeværelse af APT-hovedgruppen blandt de dybt forgrenede bakterier giver yderligere bevis for, at visse dybt forgrenede bakterier deler andre strukturelle træk end den velbeskrevne tilstedeværelse af etherbundne alkylkæder med det arkaeale domæne.”

ikke-N-methylerede APT-lipider observeret i Akvifeks, Billede Fra Sturt et al (2004)

økologi

som en hypertermophilic bactertium, akvifeks aeolicus vokser i ekstremt varme tempuraturer såsom nær vulkaner eller varme kilder. De vokser optimalt ved temperaturer omkring 85 grader, men kan vokse ved temperaturer op til 95 grader. Det har brug for ilt for at fortsætte sit metaboliske maskineri, men det kan fungere i relativt lave iltniveauer (A. pyrophilus kan vokse i iltniveauer så lave som 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.

cirka 2 meter nedstrøms for fjederen afbildet til højre. Lyserøde mikrobielle filamenter indeholdende Akvifeks og Termotoga blev fundet i denne kanal. Tempuraturen blev målt til at være 83 grader Celsius, og pH viste sig at være 8. Fra Lunar and Planetary Institute.

Deckert, Gerard, et al. 1998. “Det komplette genom af den hypertermofile bakterie Akvifeks aeolicus.”Natur, Vol. 392. Macmillan Publishers. 353-358.

Huber, R., et al. 1998 Thermocrinus ruber, gen.nov., sp. nov., en lyserød-filamentdannende hyperthemofil bakterie isoleret fra Gulsten Nationalpark. Appl. Env. Mikrobiol. 64:3576-3583.

Prescott, Harley, Klein. 21bakterier: Deinokokker og Nonproteobakterier: Gram-negativer. Mcgrav Hill Videregående Uddannelse.Sturt, Helen F.; Roger E. Summons, Kristin Smith, Marcus Elvert og Kai-UVI Hinrichs. “Intakte polære membranlipider i prokaryoter og sedimenter dechiffreret ved højtydende væskekromatografi/elektrosprayionisering flertrins massespektrometri-nye biomarkører til biogeokemi og mikrobiel økologi.”Hurtig Commun. Massespektrom. 2004; 18: 617–628.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.