หุ้น:
ลักษณะเฉพาะของ Corynebacterium glutamicum อนุกรมวิธานสัณฐานวิทยาวัฒนธรรม
Corynebacterium glutamicum เป็นแบคทีเรียในรูปแบบของบาซิลลัส, แกรมบวก, แบบไม่ใช้ออกซิเจนและมีอยู่ในดิน มันไม่ได้สร้างสปอร์หรือก่อให้เกิดโรค ร่วมกับส่วนที่เหลือของ Corynebacteriaceae และแบคทีเรียของตระกูล Mycobacteriaceae และ Nocardiaceae มันเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มที่เรียกว่ากลุ่ม CMN กลุ่มนี้รวมถึงแบคทีเรียจำนวนมากที่มีความสำคัญทางการแพทย์และสัตวแพทย์.
พวกแบคทีเรีย C. glutamicum มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิตกรดอะมิโน การใช้แบคทีเรียนี้สำหรับการผลิตในอุตสาหกรรมมีอายุมากกว่า 40 ปี.
ปริมาณกรดอะมิโนที่ผลิตโดยแบคทีเรียเหล่านี้รวมถึงโมโนโซเดียมกลูตาเมตและแอล - ไลซีนในปัจจุบันเกินกว่า 100 ตันต่อปี.
ดัชนี
- 1 ลักษณะทั่วไป
- 2 อนุกรมวิธาน
- 3 สัณฐานวิทยา
- 4 การเพาะปลูก
- 5 การเกิดโรค
- 6 ใช้ในเทคโนโลยีชีวภาพ
- 6.1 การผลิตกรดอะมิโน
- 6.2 ผลิตภัณฑ์และแอปพลิเคชันอื่น ๆ
- 7 อ้างอิง
ลักษณะทั่วไป
-Corynebacterium glutamicum เป็นแบคทีเรียแกรมบวกที่ไม่ทำให้เกิดโรค.
-ไม่สร้างสปอร์.
-มีตัวเร่งปฏิกิริยา.
-สลายคาร์โบไฮเดรตผ่านกระบวนการเมตาบอลิซึม.
-มันสามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนเช่นซีรีนกลูตาเมตและไลซีน.
อนุกรมวิธาน
ซึ่งเป็นสายพันธุ์ C. glutamicum มันถูกค้นพบเป็นครั้งแรกในญี่ปุ่นและอธิบายโดย Kinoshita และผู้ทำงานร่วมกันในปี 1958 ภายใต้ชื่อ Micrococcus glutamicus. ต่อมา (1967), Abe และผู้ทำงานร่วมกันย้ายไปอยู่ในประเภท Corynebacterium.
แบคทีเรียของพืชสกุล Corynebacterium พวกมันอยู่ในกลุ่มย่อย Corynebacterineae ส่วนย่อยนี้เป็นลำดับ Actinomycetales คลาส Actinobacteria.
หน่วยย่อย Corynebacterineae รวมถึงครอบครัว Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae และ Nocardiaceae ชื่อเป็นกลุ่ม CMN. Corynebacterium เป็นของคนแรกของครอบครัวเหล่านี้.
ลักษณะทางสัณฐานวิทยา
แบคทีเรียมีรูปร่างเหมือนแท่งที่มีปลายบวมในรูปแบบของค้อนหรือสโมสร มันมีโครโมโซมและพลาสมิดแบบวงกลม จีโนมของมันประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 3,314,179.
ผนังเซลล์นั้นประกอบไปด้วยสารอื่น ๆ ของชั้นของ peptidoglycan, กรด mycolic สายสั้น, กรด meso-diaminopimelic และโพลิเมอร์อาราบิโนกาแลคแทน.
การเพาะปลูก
Corynebacterium glutamicum ใช้สารตั้งต้นที่หลากหลายรวมถึงน้ำตาลกรดอินทรีย์และแอลกอฮอล์สำหรับการเจริญเติบโตและการผลิตกรดอะมิโน.
แบคทีเรียนี้สลายคาร์โบไฮเดรตผ่านกระบวนการหมัก การผลิตกรดอะมิโนนั้นได้รับอิทธิพลจากแหล่งคาร์บอนที่กำหนดและเงื่อนไขบางประการของอาหารเสริมเช่นข้อ จำกัด ของไบโอติน.
เพื่อที่จะได้รับ inocula ใช้สื่อการเพาะเลี้ยงของ trypton complex (YT), สารสกัดจากยีสต์และสื่อ CGXII ที่ถูกดัดแปลงน้อยที่สุด.
สำหรับการเพาะปลูกแนะนำให้ใช้อุณหภูมิ 30 ° C และ pH 7.4 - 7.5 แหล่งที่มาของคาร์บอนรวมถึงสารที่จะใช้ในการเสริมสร้างพืชผลนั้นขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่คุณต้องการ.
ตัวอย่างเช่นพบว่ากลูโคสแอมโมเนียมซัลเฟตแมกนีเซียมซัลเฟตและไดโพแทสเซียมฟอสเฟตมีอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญต่อการผลิต succinate.
เพื่อให้ได้ความเข้มข้นสูงของ L-lysine อาหารเลี้ยงควรมีกลูโคสแอมโมเนียมซัลเฟตแคลเซียมคาร์บอเนตกรด bactocasamino กรดไฮโดรคลอไรด์วิตามินบี D-biotin โพแทสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟตแมกนีเซียมซัลเฟต heptahydrate และแมงกานีสคลอไรด์เตตระไฮเดรต.
pathogeny
ถึงแม้ว่าแบคทีเรียส่วนใหญ่ที่เป็นของตระกูล Corynebacteriaceae นั้นก็มีเชื้อโรค C. glutamicum, พวกเขาไม่มีพิษภัย หลังรู้จักกันในชื่อ non-diphtheria corinebacteria (CND) เป็นแบบ Commensal หรือ saprophytic.
CND บางส่วนเช่น C. glutamicum และ C. ผู้รับเงิน, มีการใช้ในการผลิตกรดอะมิโนที่จำเป็นและวิตามิน.
ใช้ในเทคโนโลยีชีวภาพ
จีโนมของ C. glutamicum มันค่อนข้างเสถียรเติบโตอย่างรวดเร็วและไม่หลั่งน้ำย่อยเอนไซม์ นอกจากนี้ยังไม่ก่อให้เกิดโรคไม่ได้สร้างสปอร์และมีความต้องการการเจริญเติบโตค่อนข้างน้อย.
ลักษณะเหล่านี้และความจริงที่ว่ามันผลิตเอนไซม์และสารประกอบที่มีประโยชน์อื่น ๆ ได้อนุญาตให้แบคทีเรียนี้ถูกเรียกว่า "workhorse" ในเทคโนโลยีชีวภาพ.
ผลิตกรดอะมิโน
ผลิตภัณฑ์แรกพบว่าเป็นที่รู้จักกันว่ามันสามารถ biosynthesized โดย C. glutamicum มันเป็นกลูตาเมต กลูตาเมตเป็นกรดอะมิโนที่ไม่จำเป็นซึ่งมีอยู่ประมาณ 90% ของการทำงานของสมอง.
แทรกแซงในการส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทของระบบประสาทส่วนกลางและในการสร้างและการกู้คืนหน่วยความจำ.
ไลซีนซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่จำเป็นสำหรับมนุษย์และเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีนที่สังเคราะห์ขึ้นโดยสิ่งมีชีวิต C. glutamicum.
กรดอะมิโนอื่น ๆ ที่ได้จากแบคทีเรียนี้ ได้แก่ threonine, isoleucine และ serine ธ รีโอนีนส่วนใหญ่จะใช้เพื่อป้องกันการปรากฏตัวของโรคเริม.
ซีรีนช่วยในการผลิตแอนติบอดีและอิมมูโนโกลบูลิน Isoleucine ในทางกลับกันมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีนและในการผลิตพลังงานในระหว่างการฝึกออกกำลังกาย.
ผลิตภัณฑ์และแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ
แพนโทธี
มันเป็นรูปแบบที่ใช้งานมากที่สุดของวิตามินบี 5 (กรด pantothenic) เนื่องจากแคลเซียม pantothenate ใช้เป็นอาหารเสริมในอาหาร วิตามินบี 5 เป็นสิ่งจำเป็นในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีน.
กรดอินทรีย์
ท่ามกลางคนอื่น ๆ, C. glutamicum ผลิตแลคเตทและ succinate แลคเตทมีแอปพลิเคชั่นหลายอย่างเช่นน้ำยาปรับผ้านุ่มสารปรับสภาพความเป็นกรดของอาหารการฟอกผิวหนัง.
ส่วน succinate นั้นใช้สำหรับการผลิตแล็คเกอร์สีย้อมน้ำหอมวัตถุเจือปนอาหารยารักษาโรคและการผลิตพลาสติกย่อยสลายได้.
แอลกอฮอล์
เนื่องจากมันหมักน้ำตาลจึงสามารถผลิตแอลกอฮอล์ได้เช่นเอทานอลและ isobutanol ด้วยเหตุนี้จึงมีการทดลองเพื่อสังเคราะห์เอทานอลในวัฒนธรรมของ C. glutamicum จากของเสียที่มาจากอ้อย วัตถุประสงค์ของการทดลองเหล่านี้คือเพื่อให้บรรลุการผลิตภาคอุตสาหกรรมของเชื้อเพลิงชีวภาพ.
ไซลิทอล, โพลีแอลกอฮอล์หรือน้ำตาลแอลกอฮอล์ใช้เป็นสารให้ความหวานสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวานเพราะมันไม่ได้เพิ่มระดับน้ำตาลในเลือด.
การบำบัดทางชีวภาพ
C. glutamicum มันมีโอเปอเรเตอร์สองตัวในจีโนมเรียกว่า ars1 และ ars2 ซึ่งทนทานต่อสารหนู มีการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับการพัฒนาโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้แบคทีเรียนี้ในการดูดซับสารหนูจากสิ่งแวดล้อมในที่สุด.
พลาสติกย่อยสลายได้
นอกจากกรดซัคซิเนตกรดอินทรีย์ที่ผลิตโดยธรรมชาติมีประโยชน์สำหรับการผลิตพลาสติกย่อยสลายได้แล้วยังมีสารประกอบอื่นที่สามารถนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้.
สารประกอบนี้เป็นโพลีเอสเตอร์ที่เรียกว่าโพลี (3-hydroxybutyrate) (P (3HB)) P (3HB) ไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ C. glutamicum. อย่างไรก็ตามวิศวกรพันธุศาสตร์มีการศึกษาขั้นสูงเพื่อสร้างในแบคทีเรียโดยการจัดการทางพันธุกรรมเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพที่ช่วยให้สามารถผลิต.
การอ้างอิง
- S. Abe, K.- ฉัน Takayama, S. Kinoshita (1967) การศึกษาอนุกรมวิธานเกี่ยวกับแบคทีเรียที่ผลิตกรดกลูตามิก วารสารจุลชีววิทยาทั่วไปและประยุกต์.
- JY Lee, Y.-A. Na, E. Kim, H.-S. Lee, P. Kim (2016) แอคติโนแบคทีเรีย Corynebacterium glutamicum, คนงานอุตสาหกรรม วารสารจุลชีววิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพ.
- J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018) ถอดรหัสการปรับตัวของ Corynebacterium glutamicum ในการเปลี่ยนจาก aerobiosis ผ่าน microaerobiosis เป็น anaerobiosis ยีน.
- S. Wieschalka, B. Blombach, M. Bott, B.J. Eikmanns (2012) การผลิตกรดอินทรีย์จากไบโอตามด้วย Corynebacterium glutamicum. เทคโนโลยีชีวภาพ.
- M. Wachi (2013) ผู้ส่งออกกรดอะมิโนใน Corynebacterium glutamicum. ใน: H. Yukawa, M. Inui (บรรณาธิการ) Corynebacterium glutamicum ชีววิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพ.
- Corynebacterium glutamicum. ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 25 กันยายน 2018 จาก en.wikipedia.org.
- Corynebacterium glutamicum. ใน Microbe Wiki สืบค้นเมื่อวันที่ 25 กันยายน 2018 จาก microbewiki.kenyon.edu.