Aquifex

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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はR.HuberとK.O.Stetterによって最初に得られた
Aeolic諸島(イタリアのシチリア島北部)で、A.pyrophilusはアイスランドの北のKolbensey Ridgeで得られた。.このため、Aquifexは真正細菌から発散する最も初期の細菌の1つであると考えられています。

Aquifexなどの好熱性細菌は工業プロセスにとって重要であり、その遺伝子は様々なバイオテクノロジー用途に使用することができます。

ゲノム構造

Aquifexは極端な温度で生き残る能力を持っていますが、A.aeolicusgenomeには明らかな特定の耐熱性指標はほとんどありません。 長さが1,551,335bpであるゲノムは、密にパックされ、他のものと重複する遺伝子を含んでいます。 さらに、イントロンやタンパク質スプライシング要素は発見されていない。. これは、減らされた新陳代謝のflexabilityと共に、限られたゲノムのサイズがおそらく原因です;この複雑な有機体のゲノムはE.coliのゲノムのony三分の一です。 Aのための計算された順序の冗長性。 aeolicusのゲノムは4.83である(Deckert et al. 1998). Aquifexゲノムを他の生物と比較すると、その遺伝子の16%が古細菌に由来することが示されました。 A.aeolicus VF5のゲノムおよび染色体構造のより多くの情報のためのTIGRを訪問して下さい。

細胞構造と代謝

アキフェックスpyrophilus(極薄セクション)。
©K.O.Stetter&ラインハルト-レイチェル、レーゲンスブルク大学。

Aquifexは、非穿孔性、グラム陰性、一般的に棒状の生物です。 それらは長さが約2.0-6.0マイクロメートルであり、0.4-0.5マイクロメートルの直径を有する。 独立栄養生物として、Aquifexは必要な炭素を得るために環境から二酸化炭素を固定します。 それらは化学的栄養性であり、無機化学源から生合成のためのエネルギーを引き出すことを意味する。 この生物が好気性呼吸に使用する酵素は、他の好気性細菌に見られる酵素に類似している(Deckert et al. 1998). A.aeolicusは、水素ガスを酸化するために電子受容体として空気から酸素を必要とする(原核生物):この反応の最終生成物が水であるため、「水メーカー」を意味するAquifexは、その名前を得ました。

2H2+O2→2H2O

2H2+O2→2H2O

2H2+O2→2H2O

2H2+O2→2 そうであっても、ほとんどのAquificalesはエネルギー源としてチオ硫酸塩か硫黄を(クロロビウムおよび他の緑の硫黄の細菌のような多く)使用し、水の代りに硫酸 ほとんどの帯水層は厳密に好気性であるが、A.pyrophilusは酸素の代わりに窒素を還元することによって嫌気的に成長することが示された(水の代わりにN2の最終生成物を形成する)。 知られているAの詳細と図については. アイオリクス代謝経路、システムバイオロジー株式会社を訪問。

ある最近の研究では、非N-メチル化されたAPT脂質は、Aquifexの一般的なリン脂質ヘッドグループとして観察できることがわかっています。 この研究は、”深く分岐した細菌の間でAPTヘッドグループのより広範な存在のためのこの明らかな証拠は、特定の深く分岐した細菌が古細菌ドメインとエーテル結合アルキル鎖のよく記述された存在以外の構造的特徴を共有するというさらなる証拠を提供する”と結論づけた。”

Sturtら(2004)からの画像Aquifexで観察された非Nメチル化APT脂質

生態学

温熱性細菌として、Aquifex aeolicusは、近くの火山や温泉などの非常に暑いtempuraturesに成長します。 彼らは85度の周りの温度で最適に成長しますが、95度までの温度で成長することができます。 それは酸素が新陳代謝の機械類を続けていくことを必要としますが酸素の比較的低レベルで作用できます(A.pyrophilusは7低い酸素のレベルで育つことが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.

右に描かれた春の約2メートル下流。 AquifexとThermotogaを含むピンクの微生物フィラメントがこのチャネルで発見された。 温度は摂氏83度であると測定され、pHは8であることが判明した。 月惑星研究所から。

Deckert,Gerard,et al. 1998. 「好熱性細菌Aquifex aeolicusの完全なゲノム。”Nature”Vol. 392. マクミラン出版社。 353-358.

Huber,R.,et al. 1998Thermocrinus ruber,gen.nov.、sp. 【送料無料】【、イエローストーン国立公園から単離されたピンクフィラメント形成性高血友病細菌。 Appl. Env。 ミクロビオール 64:3576-3583.

プレスコット、ハーレー、クライン。 21細菌:DeinococciおよびNonproteobacteria:グラム陰性。 マグロウヒル高等教育。

Sturt,Helen F.;Roger E.Summons,Kristin Smith,Marcus Elvert,And Kai-Uwe Hinrichs. “高速液体クロマトグラフィー/エレクトロスプレイイオン化多段質量分析によって解読された原核生物および堆積物中の無傷の極性膜脂質-生物地球化学および微生物生態学のための新しいバイオマーカー。”快速通勤。 質量分析計 2004; 18: 617–628.

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