Staphylotermus
| Staphylotermus | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | |
| Provins: | |
| Klass: | |
| Beställa: | |
| Familj: | |
| Släkte: |
Staphylotermus
Stetter & Fiala 1986
|
| Typ art | |
|
Staphylothermus marinus Stetter & Fiala 1986
|
|
| Arter | |
|
|
Inom taxonomi är Staphylotermus ett släkte av Desulfurococcaceae .[1]
Taxonomi
Desulfurococcaceae är anaeroba , svavelandande, extrema termofiler . Desulfurococcaceae delar samma familj som Desulfurococcus . Två arter av Staphylothermus har identifierats: S. marinus och S. hellenicus . De är båda heterotrofa , anaeroba medlemmar av domänen Archea.
Cellstruktur
Staphylothermus marinus har en unik morfologi . När näringshalterna är låga bildar den druvliknande klasar som varierar i diameter från 0,5–1,0 mm upp till 100 klasar stora. Vid höga näringshalter hittas stora klustrade celler upp till 15 μm i diameter. S-skiktet är gjort av ett glykoprotein som kallas tetrabrachion. Tetrabrachion är stabil vid höga temperaturer och resistent mot kemikalier som typiskt denaturerar proteiner. Tetrabrachion är byggd av 92 000 kDa polypeptider som bildar projektioner som reagerar med andra tetrabrachion-subenheter och bildar ett gitterramverk som täcker cellen.[7] Tetrabrachion är resistent mot värme och kemisk denaturering.[11] S. marinus har en cirkulär kromosom med 1 610 proteinkodande gener och 49 RNA-gener. Staphylothermus hellenicus har inte tetrabrachion i cellväggen . Det är en aggregerad coccus, obligat anaerob, heterotrof, arkeon som växer 0,8–1,3 μm i diameter. Den bildar stora aggregat med upp till 50 celler och har en cirkulär kromosom som innehåller 158 0347 nukleotider, 1 599 proteinkodande gener och 50 RNA -gener.
Ämnesomsättning
Staphylothermus marinus och Staphylothermus hellenicus har speciella enzymer som kallas extremozymer som är kända för att fungera bra i extremt varma eller kalla miljöer där de flesta enzymatiska reaktioner inte kunde inträffa.[9] Staphylothermus marinus och Staphylothermus hellenecus är termofiler som har värmestabila extremozymer som arbetar vid särskilt höga temperaturer. Båda organismerna är svavelberoende, extrema marina termofiler. Dessa arkeoner kräver svavel för tillväxt men kan producera väte om svavel blir begränsat. Staphylothermus marinus omvandlar svavel till vätesulfid med hjälp av dessa extremozymer. Svavelväte frigörs sedan som en avfallsprodukt. Staphylothermus marinus innehåller stora proteinkomplex som är involverade i svavelreduktion. Staphylothermus marinus och Staphylothermus hellenicus använder svavel som den slutliga elektronacceptorn men kan använda olika membrankomplex vid svavelreduktion. S. marinus saknar gener för purinnukleotidbiosyntes och förlitar sig därför på miljökällor för att möta sina purinkrav .
Ekologi
Staphylothermus marinus och Staphylothermus hellenicus klassificeras som hypertermofiler som föredrar temperaturer mellan 65 och 85 °C. Termofiler lever i varmvattenmiljöer som hypertermiska ventiler. Staphylothermus marinus har hittats i de uppvärmda geotermiska sedimenten från " svarta rökare " på havsbotten.[7] Den optimala tillväxttemperaturen är 85–92 °C. Maximal tillväxttemperatur är 98 °C. Den föredrar ett pH på 6,5, kan växa i ett pH på 4,5 till 8,5 och gynnar 1–3,5 % NaCl-koncentrationer. Staphylothermus hellenicus isolerades i grunda, hypotermiska öppningar utanför Greklands kust 1996. [5] Den växer vid en optimal temperatur på 85 °C, pH 6 och 3–4 % NaCl-koncentrationer.
Betydelse
Staphylothermus marinus och Staphylothermus hellenicus är mycket nära besläktade och båda skulle kunna användas inom bioteknik som värmestabila enzymkällor. Enzymerna de innehåller är av de mest stabila kända och mest resistenta mot denatureringsmedel. Termofila enzymer har använts inom bioteknik för att utföra viktiga procedurer såsom DNA- polymeraskedjereaktioner. Dessa värmestabila enzymer används också i industriella produkter och processer som biobränslen och biologisk nedbrytning . Bioraffinaderier använder specifikt termofiler och deras enzymer för att omvandla biomassa till användbara produkter.[10] Termofiler som Staphylothermus marinus och Staphylothermus hellenicus tillhandahåller enzymer som kan användas vid höga temperaturer, vilket ger bättre blandning, mindre kontaminering och bättre löslighet . Många forskare tror att termofiler är de äldsta organismerna på jorden och kan ge forskare svar på livets ursprung eller om liv existerar i andra universum.[8]
1.Se NCBI:s webbsida om Staphylothermus. Data extraherad från "NCBI taxonomy resources". Nationellt centrum för bioteknikinformation. ftp://ftp.ncbi.nih.gov/pub/taxonomy/ . Hämtad 2007-03-19.
2. Anderson, I., Dharmarajan, L., Rodriguez, J., Hooper, S., Porat, I., & Ulrich, L., et al. (2009). Den fullständiga genomsekvensen av Staphylothermus marinus avslöjar skillnader i svavelmetabolism bland heterotrofa Crenarchaeota. {Elektronisk version}. BMC Genomics, 10, np
3. Arab, H., Volker, H., & Thomm, M., (2000). Thermococcus aegaeicus sp. nov. och Staphylothermus hellenicus sp. nov., två nya hypertermofila arkéer isolerade från geotermiskt uppvärmda ventiler utanför Palaeochori Bay, Milos, Grekland. {Elektronisk version}. International Journal of systematic and evolutionary biology, 50, 2101–2108.
4. Bioinformatikresursportal. http://HAMAP hellinicus.mht. Hämtad 2 april 2012.
5.GOLD Genomes Online Database. http://Staphylothermus hellenicus P8, DSM 12710 GULDKORT.mht. Hämtad 30 mars 2012.
6. Joint Genome Institute. http://Staphylothermus hellenicus P8, DSM 12710 - Home.mht. Hämtad 2 april 2012.
7. Joint Genome Institute. http://Staphylothermus marinus F1, DSM 3639 - Home.mht. Hämtad 2 april 2012.
8. Mayr, J., Lupas, A., Kellerman, J., Eckerscorn, C., Baumeister, W., & Peters, J. (1996). Ett hypertermostabilt proteas från subtilisinfamiljen bundet till ytskiktet av Archaeon Staphylothermus marinus. {Elektronisk version}. Current Biology, 6, 739–749.
9. Utbildningsresurser för mikrobiella liv. http://Microbial Life in Extremely Hot Environments.mht. Hämtad 30 mars 2012.
10.Pernilla, T., Mamo, G. och Karlsson, E., (2007). Potential och användning av termofiler och termostabila enzymer i bioraffinering. {Elektronisk version}. Mikrobcellfakta, 6, 9.
11. Peters, J., Nitsch, M., Kuhlmorgen, B., Golbik, R., Lupus, A., Kellermann, J., et al. (1995). Tetrabrachion: en filamentös arkebakteriell ytproteinsammansättning med ovanlig struktur och extrem stabilitet. {Elektronisk version}. Journal of Molecular Biology, 245 (4), 385–401.
Vidare läsning
Vetenskapliga tidskrifter
- Burggraf S; Huber H; Stetter KO (1997). "Omklassificering av crenarchael-order och familjer i enlighet med 16S rRNA-sekvensdata" . Int. J. Syst. Bakteriol . 47 (3): 657–660. doi : 10.1099/00207713-47-3-657 . PMID 9226896 .
- Fiala G; Stetter KO; Jannasch HW; Langworthy TA; et al. (1986). "Staphylothermus marinus sp. nov. representerar ett nytt släkte av extremt termofila ubåtsheterotrofa arkebakterier som växer upp till 98°C". Syst. Appl. Microbiol . 8 (1–2): 106–113. doi : 10.1016/S0723-2020(86)80157-6 .
- Zillig W; Stetter KO; Prangishvilli D; Schafer W; et al. (1982). "Desulfurococcaceae, den andra familjen av de extremt termofila, anaeroba, svavelrespirerande Thermoproteales". Zentralbl. Bakteriol. Parasitenkd. Infektionskr. Hyg. Abt. 1 Orig . C3 : 304-317.