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 został po raz pierwszy uzyskany przez R. Hubera i K. O. Stettera na
Wyspach eolicznych (na północ od Sycylii, Włochy), podczas gdy A. pyrophilus został uzyskany na grzbiecie Kolbensey, na północ od Islandii..

z tego powodu Aquifex jest uważany za jedną z najwcześniejszych bakterii, które odbiegają od eubakterii. Bakterie hipertermofilne, takie jak Aquifex, są ważne dla procesów przemysłowych, a ich geny mogą być wykorzystywane w różnych zastosowaniach biotechnologicznych.

struktura genomu

mimo, że Aquifex ma zdolność do przetrwania w ekstremalnych temperaturach, istnieje tylko kilka wskaźników odporności cieplnej właściwej widocznych w A. aeolicusgenome. Genom o długości 1 551 335 bp jest gęsto upakowany i zawiera geny pokrywające się z innymi. Ponadto nie stwierdzono intronów ani elementów splicingu białek.. To, wraz ze zmniejszoną elastycznością metaboliczną, jest prawdopodobnie spowodowane ograniczoną wielkością genomu; Genom tego złożonego organizmu jest jedną trzecią genomu E. coli. Obliczona redundancja sekwencji dla A. Genom aeolicus wynosi 4,83 (Deckert et al. 1998). Porównanie genomu Aquifex z innymi organizmami wykazało, że 16% jego genów pochodzi od bakterii archaicznych. Odwiedź TIGR, aby uzyskać więcej informacji na temat genomu i struktury chromosomowej A. aeolicus VF5.

struktura komórkowa i metabolizm

Aquifex pyrophilus (sekcja ultracienka).
© K. O. Stetter& Reinhard Rachel, Uniwersytet w Ratyzbonie.

Aquifex są organizmami nieporuszającymi się, gram-ujemnymi, zwykle w kształcie pręta. Mają około 2,0-6,0 mikrometrów długości i mają średnicę 0,4-0,5 mikrometra. Jako organizmy autotroficzne, Aquifex fix dwutlenku węgla ze środowiska, aby uzyskać węgiel, którego potrzebują. Są chemolitotropowe, co oznacza, że pobierają energię do biosyntezy z nieorganicznych źródeł chemicznych. Enzymy, których organizm używa do oddychania tlenowego, są podobne do enzymów występujących w innych bakteriach tlenowych (Deckert et al. 1998). A. aeolicus wymaga tlenu z powietrza jako akceptora elektronów do utleniania wodoru (prokarioty):

2 H2 + O2 → 2 H2O

Aquifex, czyli „twórca wody”, otrzymał swoją nazwę, ponieważ końcowym produktem tej reakcji jest woda. Mimo to większość wodonośnych może wykorzystywać tiosiarczan lub siarkę jako źródło energii (podobnie jak chlorobu i innych zielonych bakterii siarkowych) i wytwarzać kwas siarkowy i H2S zamiast wody. Chociaż większość warstw wodonośnych jest ściśle tlenowa, wykazano, że A. pyrophilus jest w stanie rosnąć beztlenowo poprzez redukcję azotu zamiast tlenu (tworząc produkt końcowy N2 zamiast wody). Więcej informacji i schematy znanych A. aeolicus metabolic pathways, odwiedź Systems Biology Inc.

jedno z ostatnich badań wykazało, że nie-N-metylowane lipidy APT mogą być obserwowane jako wspólna grupa główna fosfolipidów w Aquifex. W badaniu stwierdzono, że ” ten pozorny dowód na bardziej powszechną obecność APT headgroup wśród głęboko rozgałęzionych bakterii dostarcza dalszych dowodów na to, że niektóre głęboko rozgałęzione bakterie mają cechy strukturalne inne niż dobrze opisana obecność łańcuchów alkilowych związanych eterem z domeną archaealną.”

Nie-N-metylowane lipidy APT obserwowane w Aquifexie, zdjęcie Sturta i wsp. (2004)

Ekologia

jako bakteria hipertermofilna, aquifex aeolicus rośnie w ekstremalnie gorących tempuraturach, takich jak w pobliżu wulkanów lub gorących źródeł. Optymalnie rosną w temperaturach około 85 stopni, ale mogą rosnąć w temperaturach do 95 stopni. Potrzebuje tlenu do kontynuowania swojej maszyny metabolicznej, ale może funkcjonować przy stosunkowo niskim poziomie tlenu (A. pyrophilus może rosnąć w poziomie tlenu nawet 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.

około 2 metrów poniżej sprężyny na zdjęciu po prawej stronie. W tym kanale znaleziono różowe włókna mikrobiologiczne zawierające Aquifex i Thermotogę. Zmierzono temperaturę 83 stopni Celsjusza, a pH 8. Z Lunar and Planetary Institute.

1998. „The complete genome of the hyperthermophilic bacterium Aquifex aeolicus.”Nature, Vol. 392. Macmillan Publishers. 353-358.

Huber, R., et al. 1998 Thermocrinus ruber, gen. nov., Sp. z o. o. listopad, hiperthemofilna bakteria tworząca różowe włókna wyizolowana z Parku Narodowego Yellowstone. Appl. Env. Mikrobiol. 64:3576-3583.

Prescott, Harley, Klein. 21bakteria: Deinococci i Nonproteobacteria: Gram-negatywy. McGraw Hill Higher Education.

Sturt, Helen F.; Roger E., Kristin Smith, Marcus Elvert, and Kai-Uwe Hinrichs. „Nienaruszone polarne lipidy membranowe w prokariotach i osadach rozszyfrowane za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej/wielostopniowej spektrometrii mas-nowe biomarkery dla biogeochemii i ekologii mikrobiologicznej.”Rapid Commun. Spektrometr Mas. 2004; 18: 617–628.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.