Ciri-ciri glutamatum Corynebacterium, taksonomi, morfologi, budaya



Corynebacterium glutamicum adalah bakteria dalam bentuk bacillus, Gram positif, anaerobik fakultatif dan hadir di dalam tanah. Ia tidak membentuk spora ataupun patogenik. Bersama-sama dengan seluruh keluarganya Mycobacteriaceae Corynebacteriaceae dan bakteria yang Nocardiaceae dan merupakan sebahagian daripada kumpulan yang dikenali sebagai kumpulan CMN. Kumpulan ini termasuk banyak bakteria kepentingan perubatan dan veterinar.

Bakteria C. glutamicum Ia digunakan secara meluas dalam industri untuk pengeluaran asid amino. Penggunaan bakteria ini untuk pengeluaran perindustrian bermula lebih dari 40 tahun. 

Jumlah asid amino yang dihasilkan oleh bakteria ini, termasuk monosodium glutamat dan L-lisin, kini melebihi 100 tan setahun.

Indeks

  • 1 Ciri umum
  • 2 Taksonomi
  • 3 Morfologi
  • 4 Penanaman
  • 5 Patogenesis
  • 6 Kegunaan dalam bioteknologi
    • 6.1 Pengeluaran asid amino
    • 6.2 Produk dan aplikasi lain
  • 7 Rujukan

Ciri umum

-Corynebacterium glutamicum adalah bakteria Gram positif yang tidak patogenik.

-Tidak menghasilkan spora.

-Mengandungi catalase.

-Mengurangkan karbohidrat melalui metabolisme fermentasi.

-Ia mampu mensintesis asid amino seperti serine, glutamat dan lisin.

Taksonomi

Spesis ini C. glutamicum Ia telah ditemui buat kali pertama di Jepun dan diterangkan oleh Kinoshita dan kolaborator pada tahun 1958, di bawah nama Micrococcus glutamicus. Kemudian (1967), Abe dan kolaborator memindahkannya ke genre Corynebacterium.

Bakteria genus Corynebacterium mereka terletak secara taksonomi dalam subordo Corynebacterineae. Suborder ini pula mengikut perintah Actinomycetales, kelas Actinobacteria.

Subordo Corynebacterineae termasuk keluarga Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae dan Nocardiaceae dinamakan sebagai kumpulan CMN. Corynebacterium milik keluarga pertama.

Morfologi

Bakterium berbentuk seperti batang dengan ujung bengkak dalam bentuk palet atau kelab. Ia mempunyai kromosom dan plasmidium bulat. Genomanya terdiri daripada 3,314,179 nukleotida.

Dinding sel terdiri, antara bahan-bahan lain, lapisan peptidoglycan, rantai pendek asid mycolic, meso-diaminopimélicos asid dan polimer arabino galactan.

Penanaman

Corynebacterium glutamicum menggunakan pelbagai substrat, termasuk gula, asid organik dan alkohol, untuk pertumbuhan dan pengeluaran asid amino.

Bakteria ini merosakkan karbohidrat melalui proses penapaian. Pengeluaran asid amino dipengaruhi oleh sumber karbon yang diberikan dan oleh beberapa syarat tambahan seperti batasan biotin.

Untuk mendapatkan inocula, media kultur trypton complex (YT), ekstrak yis dan media CGXII yang diubah suai yang minimum telah digunakan..

Untuk penanaman, suhu 30 ° C dan pH 7.4 - 7.5 disyorkan. Sumber karbon, serta bahan yang akan digunakan untuk memperkayakan tanaman, akan bergantung pada hasil yang anda ingin dapatkan.

Sebagai contoh, ia telah mendapati bahawa glukosa, ammonium sulfat, magnesium sulfat dan dipotassium fosfat, mempunyai pengaruh yang besar ke atas pengeluaran succinate.

Untuk mendapatkan kepekatan tinggi L-lysine, medium budaya mesti mempunyai glukosa, ammonium sulfat, kalsium karbonat, bactocasaminoácido, thiamine hydrochloride, D-Biotin, fosfat kalium dihydrogen, heptahydrate magnesium sulfat, ferus sulfat heptahydrate dan mangan tetrahidrat klorida.

Patogenesis

Walaupun kebanyakan bakteria milik keluarga Corynebacteriaceae adalah patogenik, sebahagian daripadanya, termasuk C. glutamicum, Mereka tidak berbahaya. Yang terakhir, yang dikenal sebagai corinebacteria non-dipteria (CND), adalah komensal atau saprophytic yang mungkin terdapat pada manusia, haiwan dan tanah..

Ada CND, sebagai C. glutamicum dan C. feeiciens, digunakan dalam pengeluaran asid amino dan vitamin penting.

Penggunaan dalam bioteknologi

Genom C. glutamicum ia agak stabil, berkembang dengan pesat dan tidak merembes protease ekstraselular. Di samping itu, ia tidak patogenik, tidak membentuk spora dan mempunyai sedikit keperluan pertumbuhan.

Ciri-ciri ini, dan hakikat bahawa ia menghasilkan enzim dan sebatian berguna lain, telah membenarkan bakteria ini dipanggil "workhorse" dalam bioteknologi..

Pengeluaran asid amino

Produk pertama mendapati bahawa ia diketahui bahawa ia boleh dinyanyikan oleh C. glutamicum Ia adalah glutamat. Glutamat adalah asid amino tidak penting yang terdapat pada kira-kira 90% sinapsis otak.

Intervensi dalam penghantaran maklumat antara neuron sistem saraf pusat dan pembentukan dan pemulihan memori.

Lysine, asid amino penting untuk manusia dan sebahagian daripada protein yang disintesis oleh makhluk hidup, juga dihasilkan oleh C. glutamicum.

Asid amino lain yang diperolehi daripada bakteria ini termasuk threonine, isoleucine dan serine. Threonine digunakan terutamanya untuk mencegah penularan herpes.

Serine membantu dalam menghasilkan antibodi dan immunoglobulin. Isoleucine, pada gilirannya, terlibat dalam sintesis protein dan dalam pengeluaran tenaga semasa amalan senaman fizikal.

Produk dan aplikasi lain

Pantothenate

Ia adalah bentuk paling aktif vitamin B5 (asid Pantothenic), sebagai kalsium pantothenate digunakan sebagai makanan tambahan dalam diet. Vitamin B5 adalah penting dalam sintesis karbohidrat, lipid dan protein.

Asid organik

Antara lain, C. glutamicum menghasilkan laktat dan suksinat. Laktat mempunyai pelbagai aplikasi, seperti pelembut, pengatur keasidan makanan, penyamakan kulit, purgatif, antara lain.  

Succinate, untuk bahagiannya, digunakan untuk pengeluaran lacquers, pewarna, minyak wangi, bahan tambahan makanan, ubat-ubatan dan untuk pembuatan plastik biodegradable.

Alkohol

Kerana ia menapai gula, ia mampu mengeluarkan alkohol, seperti etanol dan isobutanol. Atas sebab ini terdapat percobaan untuk sintesis etanol dalam budaya  C. glutamicum dari sisa yang berasal dari tebu. Objektif percubaan ini adalah untuk mencapai pengeluaran industri biofuel.

Xylitol, polyalcohol atau alkohol gula, digunakan sebagai pemanis untuk pesakit kencing manis kerana ia tidak menaikkan kadar gula darah.

Bioremediation

C. glutamicum Ia mengandungi dua operator dalam genomnya, yang dipanggil ars1 dan ars2, yang tahan terhadap arsenik. Terdapat kajian dalam pembangunan dengan tujuan untuk menggunakan bakteria ini untuk menyerap arsenik dari alam sekitar.

Plastik terurai

Di samping mencukupi, asid organik secara semulajadi dihasilkan oleh bakteria, berguna untuk menghasilkan plastik biodegradable, terdapat sebatian lain yang boleh digunakan untuk tujuan ini.

Kompaun ini adalah poliester yang dipanggil poli (3-hydroxybutyrate) (P (3HB)). P (3HB) tidak dihasilkan secara semulajadi oleh  C. glutamicum. Walau bagaimanapun, jurutera genetik mempunyai kajian maju untuk mencipta bakterium, oleh manipulasi genetik, laluan biosintetik yang membolehkannya dihasilkan.

Rujukan

  1. S. Abe, K.-I. Takayama, S. Kinoshita (1967). Kajian taksonomi mengenai bakteria penghasil asid glutamat. Journal of General and Applied Microbiology.
  2. J.-Y. Lee, Y.-A. Na, E. Kim, H.-S. Lee, P. Kim (2016). Actinobacterium Corynebacterium glutamicum, kerja keras Perindustrian. Jurnal Mikrobiologi dan Bioteknologi.
  3. J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018). Memutuskan penyesuaian Corynebacterium glutamicum dalam peralihan dari aerobiosis melalui mikroaerobiosis kepada anaerobiosis. Gen.
  4. S. Wieschalka, B. Blombach, M. Bott, B.J. Eikmanns (2012). Pengeluaran asid organik berasaskan bio dengan Corynebacterium glutamicum. Bioteknologi.
  5. M. Wachi (2013). Asid amino pengeksport di Malaysia Corynebacterium glutamicum. Dalam: H. Yukawa, M. Inui (Eds.) Corynebacterium glutamicum biologi dan bioteknologi.
  6. Corynebacterium glutamicum. Di Wikipedia. Diperoleh pada 25 September 2018 dari en.wikipedia.org.
  7. Corynebacterium glutamicum. Dalam Mikrobe Wiki. Diperoleh pada 25 September 2018 daripada microbewiki.kenyon.edu.