Thermotoga neapolitana
| Thermotoga neapolitana | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | Bakterie |
| Provins: | Termotogota |
| Klass: | Thermotogae |
| Beställa: | Thermotogales |
| Familj: | Thermotogaceae |
| Släkte: | Termotog |
| Arter: |
T. neapolitana
|
| Binomialt namn | |
|
Thermotoga neapolitana Huber et al. , 1986
|
|
Thermotoga neapolitana är en hypertermofil organism som tillhör ordningen Thermotogales .
Upptäckt
Thermotoga neapolitana upptäcktes 1985 i Lucrino, Italien i en varmvattenmiljö av Shimshon Belkin, Carl. O Wirsen och Holger W. Jannasch vid University of California, Berkeley.
Habitat och miljöförhållanden
Thermotoga neapolitana anses vara termofil med ett beboeligt temperaturområde på 50–95 °C. Den optimala temperaturen visade sig vara 77 °C, vilket gör den nästan hypertermofil . Det finns också bevis för att den kan hittas i salthaltiga miljöer, på grund av dess förmåga att frodas i måttligt halofila miljöer.
Fysikaliska egenskaper
Thermotoga neapolitana är en stavformad, gramnegativ bakterie. Det kan särskiljas av en tjock periplasmatisk cellvägg. I allmänhet visar sig de vara 0,2–5 μm, men de kan nå storlekar på upp till 100 μm. Den är icke-sporbildande - detta tillsammans med dess stavform och gramnegativa egenskaper är karakteristiska för Order Thermotogales.
Termofila anpassningar
Med användning av ett guargummibaserat medium har p-mannanas, p-mannosidas , a-galaktosidas renats. Dessa galaktomannaner är förknippade med att tillåta en organism att uthärda hårda miljöer (genom stabilisering av membranet), såsom höga temperaturer. Dessa enzymer hjälper till att tillhandahålla enkla sackarider till organismen. Polymerer som liknar de som bryts ned av T. neopolitana används ofta som lagringspolymerer av växter. Detta kan visa att eftersom de geotermiska miljöerna där denna organism finns har förändrats och biodiversifierats, så kan även metabolismen av denna hypertermofil .
Tillväxt och metabolisk aktivitet
Thermotoga neapolitana är strikt heterotrofisk för sina metabola behov. Det kan också fakultativt reducera elementärt svavel till vätesulfid . I tillväxtexperiment visade sig det föröka sig snabbt med glukos och jästabstrakt. Efter 24 timmars tillväxt delas de längsta stavarna i två stavar, troligen som svar på minskade nivåer av glukostillgänglighet. glukos , sackaros , laktos och stärkelse stöder alla tillväxt när de används som en enda energikälla. Låg tillväxtnivå inträffade vid exponering för endast pepton eller trypton . Thermotoga neapolitana kan inte metabolisera acetat , laktat , formiat , pyruvat , propionat , mannitol , etanol , metanol , glycerol , glutamat eller glycin . Kloramfenikol , vankomycin , streptomycin visade sig alla hämma tillväxten fullständigt, även om det var resistent mot rifampin . Tillväxt kan hittas inom ett intervall på 0,25-6% NaCl uteslutande, utan överlevnad utanför denna gräns. Det ansågs ursprungligen vara strikt anaerobt , men kan också överleva under mikroaerofila miljöer.
Svavelanvändning
Thermotoga neapolitana kan fakultativt reducera elementärt svavel till vätesulfid . Detta möjliggör förhöjda reproduktionshastigheter av organismen - upp till fyra gånger med tillgång till elementärt svavel. Denna process kräver tillgången på en användbar kolkälla . Svavelsyra och tiosulfat kan inte användas för reduktion. Närvaron av sulfid verkar för att hämma tillväxten av organismen. I en koncentration på 10 mM kommer sulfid att hämma tillväxten med upp till 95 %.
Vätgasproduktion
Thermotoga neapolitana visar lovande som en användbar bakterie på grund av sin väteproduktion . Den kan producera uppemot 25–30 % väte i det utrymme den upptar när den testas. Den andra anmärkningsvärda gasen som den producerar är koldioxid i en nivå av 12–15 % av det totala utrymmet. Trots olika nivåer av väteproduktion under varierande förhållanden är förhållandet vätgas till koldioxid cirka 2:1. Vätgasen som produceras anses vara extremt ren med en kolmonoxidhalt i utrymmet på mindre än 50 ppm. Detta kan vara lovande ur en bioteknisk synvinkel eftersom vätgas är allmänt eftertraktat som ett möjligt alternativ till fossilbränsleförbränning för energiförbrukning. Även om Thermotoga neapolitana ursprungligen ansågs vara strikt anaerob, är den mer effektiv i sina katabola vägar , särskilt dess väteproduktion, när det finns låga nivåer av syre tillgängligt (något över 10 % av den totala sammansättningen) i jämförelse med anoxiska miljöer.
Genomiska egenskaper
Thermotoga neapolitana visar en DNA- bassammansättning av 41,3% Guanin + Cytosin (och därför 58,7% Adenin + Tymin ). Med användning av DNA-DNA-hybridisering T. neapolitana ha en 74% homologi med Thermotoga thermarum . T. neapolitana är också nära besläktad med Thermotoga maritima , som också upptäcktes i geotermisk miljö. Ino1 - genen finns i T. neapolitana . De flesta eukaryoter har denna gen, och den uttrycks ibland för att producera den sällsynta osmolyten di-miyo-inositol 1,1'-fosfat (DIP). Detta är kopplat till hypertermila tendenser eftersom det skyddar organismen från höga temperaturer och salthalter. Osmolyten kan länka T. neapolitana såväl som andra medlemmar av Thermotoga till Archaeans och Aquificales , de enda andra grupperna där den finns.
Vidare läsning
- Vargas M; Noll KM (januari 1996). "Katabolitrepression i den hypertermofila bakterien Thermotoga neapolitana är oberoende av cAMP" . Mikrobiologi . 142 (1): 139–44. doi : 10.1099/13500872-142-1-139 . PMID 8581160 .
- Vieille C; Krishnamurthy H; Hyun HH; Savchenko A; Yan H; Zeikus JG (juni 2003). "Thermotoga neapolitana adenylatkinas är mycket aktivt vid 30 grader C" . The Biochemical Journal . 372 (Pt 2): 577–85. doi : 10.1042/BJ20021377 . PMC 1223421 . PMID 12625835 .
- Van Ooteghem SA; Jones A; Van Der Lelie D; Dong B; Mahajan D (augusti 2004). "H(2) produktion och kolutnyttjande av Thermotoga neapolitana under anaeroba och mikroaeroba tillväxtförhållanden" . Bioteknikbrev . 26 (15): 1223–32. doi : 10.1023/B:BILE.0000036602.75427.88 . PMID 15289678 . S2CID 1575841 .
- Eriksen, Niels T., et al. "H2-syntes från pentoser och biomassa i Thermotoga spp." Bioteknikbrev 33.2 (2011): 293–300.
- Van Ooteghem, Suellen A., Stephen K. Beer och Paul C. Yue. "Väteproduktion av den termofila bakterien Thermotoga neapolitana." Bioteknik för bränslen och kemikalier. Humana Press, 2002. 177–189.
