Candidatus Accumulibacter phosphatis
|
|
| Candidatus Accumulibacter phosphatis | |
|---|---|
| Candidatus Accumulibacter phosphatis (blå celler) | |
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | |
| Provins: | |
| Klass: | |
| Beställa: | |
| Familj: |
incertae sedis
|
| Släkte: | |
Candidatus Accumulibacter phosphatis (CAP) är en oklassificerad typ av Betaproteobacteria som är en vanlig bakteriegemenskap medlem av avloppsrenings- och avloppsreningsverk som utför förbättrat biologiskt fosforavskiljande (EBPR) och är en polyfosfatackumulerande organism . Rollen för CAP i EBPR klargjordes med hjälp av kulturoberoende tillvägagångssätt som 16S rRNA-klonbanker som visade att Betaproteobacteria dominerade EBPR-reaktorer i labbskala. Ytterligare arbete med klonbanker och fluorescens in situ hybridisering identifierade en grupp bakterier, nära besläktade med Rhodocyclus som den dominerande medlemmen av samhällen i labbskala.
Fylogeni
För närvarande finns inga odlade isolat av CAP, så fylogenin av CAP-stammar är enbart baserad på molekylärbiologiska tekniker. Hittills har generna polyfosfatkinas ( ppk1 ) och PHA-syntas ( phaC ) använts för att karakterisera CAP-populationer med en högre upplösning än 16S rRNA. ppk1 - fylogenin används oftare och grupperar CAP i två huvudavdelningar: typ I och typ II. Var och en av dessa typer har ett antal klader som ges en bokstavsbeteckning, t.ex. IA, IIA, IIB, IIC. En miljöundersökning av avloppsreningsverk och naturliga vattendrag i Kalifornien och Wisconsin i USA visade på minst fem CAP I (IA .. IE) clades och sju CAP II (IIA .. IIG) clades.
Ämnesomsättning
CAP har ännu inte odlats, men förmågan att berika EBPR-gemenskaper i labbskala med upp till 80 % CAP har möjliggjort forskning om dess metabolism med hjälp av metaomiska metoder. EBPR förknippas i allmänhet med tre stadier: anaerob, aerob och sättning. För att CAP ska dominera i EBPR-reaktorer måste de kunna frodas under dessa förhållanden. Under den anaeroba fasen kan CAP ta upp flyktiga fettsyror och lagra dessa enkla kolkällor intracellulärt som polyhydroxialkanoater (PHA). Samtidigt bryts intracellulärt polyfosfat ned för att bilda ATP, vilket frigör fosfat i mediet. Under den efterföljande aeroba fasen används PHA för energiproduktion och fosfat tas upp från mediet för att bilda polyfosfat. Genomisk rekonstruktion från en EBPR-reaktor berikad med CAP IIA avslöjade att den innehåller två olika typer av fosfattransportörer, högaffinitets-Pst- och lågaffinitets-pit-transportörer, samt att använda Embden-Meyerhof (EM) glykogennedbrytningsvägen. Dessutom innehåller CAP IIA-genomet kväve- och CO 2 -fixeringsgener, vilket indikerar att CAP har anpassat sig till miljöer som är begränsade i kol och kväve. En diskrepans mellan genomdata och reaktorprestandadata var avsaknaden av en funktionell respiratorisk nitratreduktasgen. Tidigare arbete hade visat att CAP kunde använda nitrat som terminal elektronacceptor, men genomiska data indikerar att genen för periplasmatisk nitratreduktas inte kunde fungera i elektrontransportkedjan, eftersom den saknade den nödvändiga kinolreduktassubenheten. För att lösa dessa problem testades EBPR-reaktorer i labbskala berikade med CAP IA och CAP IIA för deras nitratreduktionsförmåga. CAP IA kunde koppla nitratreduktion till fosfatupptag, medan den genomiskt karakteriserade CAP IIA inte kunde.