Corynebacterium glutamicum الخصائص والتصنيف ، التشكل ، والثقافة

Corynebacterium glutamicum هي بكتيريا في شكل عصية ، غرام إيجابية ، لاهوائية اختيارية وموجودة في التربة. أنها لا تشكل جراثيم ولا هي مسببة للأمراض. جنبا إلى جنب مع بقية Corynebacteriaceae والبكتيريا للعائلة Mycobacteriaceae و Nocardiaceae ، فهي جزء من المجموعة المعروفة باسم مجموعة CMN. تضم هذه المجموعة العديد من البكتيريا ذات الأهمية الطبية والبيطرية.

البكتريا C. الجلوتاميك يستخدم على نطاق واسع في الصناعة لإنتاج الأحماض الأمينية. يعود استخدام هذه البكتيريا للإنتاج الصناعي إلى أكثر من 40 عامًا. 

تتجاوز كمية الأحماض الأمينية التي تنتجها هذه البكتيريا ، بما في ذلك الغلوتامات أحادية الصوديوم والليسين ، 100 طن سنويًا.

مؤشر

• 1 الخصائص العامة
• 2 التصنيف
• 3 التشكل
• 4 زراعة
• 5 المرضية
• 6 يستخدم في التكنولوجيا الحيوية
  • 6.1 إنتاج الأحماض الأمينية
  • 6.2 غيرها من المنتجات والتطبيقات
• 7 المراجع

الخصائص العامة

-Corynebacterium glutamicum هي بكتيريا إيجابية غير مسببة للأمراض.

-لا ينتج الجراثيم.

-يحتوي على الكاتلاز.

-يتحلل الكربوهيدرات من خلال عملية الأيض المخمرة.

-إنه قادر على تصنيع الأحماض الأمينية مثل سيرين ، الغلوتامات والليسين.

التصنيف

الأنواع C. الجلوتاميك تم اكتشافه لأول مرة في اليابان ووصفه كينوشيتا والمتعاونون في عام 1958 ، تحت اسم Micrococcus glutamicus. في وقت لاحق (1967) ، نقل آبي والمتعاونون معه في هذا النوع الوتدية.

بكتيريا الجنس الوتدية أنها تقع تصنيفيا في sub-Corynebacterineae. ينتمي هذا النظام الفرعي بدوره إلى ترتيب Actinomycetales ، فئة Actinobacteria.

يشتمل النطاق الفرعي Corynebacterineae على عائلات Corynebacteriaceae و Mycobacteriaceae و Nocardiaceae التي تحمل اسم مجموعة CMN. الوتدية ينتمي إلى أول هذه الأسر.

مورفولوجيا

تتشكل البكتيريا مثل قضيب ذو نهايات منتفخة على شكل مطرقة أو نادٍ. يحتوي على كروموسوم و بلازميديوم دائري. يتكون جينومه من 3131179 نيوكليوتيد.

يتكون جدار الخلية ، من بين مواد أخرى ، من طبقة من الببتيدوغليكان ، والأحماض الفطرية قصيرة السلسلة ، والأحماض meso-diaminopimelic والبوليمرات العربية - galactan..

زراعة

Corynebacterium glutamicum يستخدم مجموعة واسعة من الركائز ، بما في ذلك السكريات والأحماض العضوية والكحول ، لنموه وإنتاج الأحماض الأمينية.

هذه البكتيريا تحطيم الكربوهيدرات خلال عملية التخمير. يتأثر إنتاج الأحماض الأمينية بمصدر الكربون المعطى وبشروط معينة من المكملات الغذائية مثل الحد من البيوتين.

من أجل الحصول على اللقاح ، تم استخدام وسائط الثقافة في مجمع trypton (YT) ، واستخراج الخميرة ، والحد الأدنى من وسائط CGXII المعدلة..

للزراعة ، يوصى بدرجات حرارة من 30 درجة مئوية ودرجة الحموضة من 7.4 - 7.5 تعتمد مصادر الكربون ، وكذلك المواد التي سيتم استخدامها لإثراء المحصول ، على النتائج التي ترغب في الحصول عليها.

على سبيل المثال ، فقد وجد أن الجلوكوز وكبريتات الأمونيوم وكبريتات المغنسيوم وفوسفات الديبوتاسيوم لها تأثير كبير على إنتاج السكسينات.

للحصول على تركيز عالٍ من L-lysine ، يجب أن تحتوي الوسيلة المزروعة على الجلوكوز ، كبريتات الأمونيوم ، كربونات الكالسيوم ، حمض البكتوكاسامينو ، هيدروكلوريد الثيامين ، D-biotin ، فوسفات ثنائي هيدروجين البوتاسيوم ، كبريتات المغنيسيوم هيبتاهيدرات ، كبريتات المغنسيوم وكلوريد المنغنيز رباعي هيدرات.

إمراض

على الرغم من أن معظم البكتيريا التي تنتمي إلى عائلة البكتيريا المسببة للأمراض هي مسببة للأمراض ، بعضها ، بما في ذلك C. الجلوتاميك, هم حميدة. هذه الأخيرة ، والمعروفة باسم البكتيريا غير الخناق (CND) ، هي متجانسة أو بدينة قد تكون موجودة في البشر والحيوانات والتربة..

بعض CND ، كما C. الجلوتاميك و C. الخدم, تستخدم في إنتاج الأحماض الأمينية الأساسية والفيتامينات.

يستخدم في التكنولوجيا الحيوية

الجينوم C. الجلوتاميك أنها مستقرة نسبيا ، وتنمو بسرعة ولا تفرز البروتياز خارج الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، فهي ليست مسببة للأمراض ، لا تشكل جراثيم ولها متطلبات نمو قليلة نسبيا.

هذه الخصائص ، وحقيقة أنها تنتج الإنزيمات والمركبات المفيدة الأخرى ، سمحت لهذه البكتيريا بأن تسمى "العمود الفقري" في التكنولوجيا الحيوية..

إنتاج الأحماض الأمينية

وجد المنتج الأول أنه من المعروف أنه يمكن تصنيعه بيولوجيًا بواسطة C. الجلوتاميك كان الغلوتامات. الغلوتامات عبارة عن حمض أميني غير أساسي موجود في حوالي 90٪ من المشابك الدماغية.

يتدخل في نقل المعلومات بين الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي وفي تكوين واستعادة الذاكرة.

ليسين ، وهو حمض أميني أساسي للبشر وجزء من البروتينات المصنعة من قبل الكائنات الحية ، وينتج أيضا عن طريق C. الجلوتاميك.

تشمل الأحماض الأمينية الأخرى التي تم الحصول عليها من هذه البكتيريا ثريونين ، إيزوليوسين وسيرين. يستخدم ثريونين بشكل رئيسي لمنع ظهور الهربس.

سيرين يساعد في إنتاج الأجسام المضادة والغلوبيولين المناعي. ويشارك الإيسولوسين بدوره في تخليق البروتينات وفي إنتاج الطاقة أثناء ممارسة التمارين البدنية.

غيرها من المنتجات والتطبيقات

بانتوثينات

إنه الشكل الأكثر نشاطًا لفيتامين B5 (حمض البانتوثنيك) ، حيث يستخدم بانتوثينات الكالسيوم كمكمل غذائي. فيتامين ب 5 ضروري في تخليق الكربوهيدرات والدهون والبروتينات.

الأحماض العضوية

من بين أمور أخرى, C. الجلوتاميك ينتج اللاكتات والسكسينات. لاكتات لها تطبيقات متعددة ، مثل المنقي ، منظم الحموضة الغذائية ، دباغة الجلود ، المسهل ، من بين أمور أخرى.  

يستخدم السكسينات ، من جانبه ، لإنتاج اللك والأصباغ والعطور والمضافات الغذائية والأدوية وتصنيع المواد البلاستيكية القابلة للتحلل.

الكحول

لأنها تخمر السكريات ، فهي قادرة على إنتاج الكحول ، مثل الإيثانول والإيزوبوتانول. لهذا السبب هناك تجارب لتوليف الإيثانول في ثقافات  C. الجلوتاميك من النفايات القادمة من قصب السكر. الهدف من هذه التجارب هو تحقيق الإنتاج الصناعي للوقود الحيوي.

يستخدم الزيليتول ، وهو كحول متعدد أو كحول سكر ، كمحلل لمرضى السكر لأنه لا يرفع مستويات السكر في الدم..

المعالجة البيولوجية

C. الجلوتاميك يحتوي على اثنين من الأوبرا في جينومه ، ويدعى ars1 و ars2 ، المقاومان للزرنيخ. هناك دراسات قيد التطوير بغرض استخدام هذه البكتيريا في النهاية لامتصاص الزرنيخ من البيئة.

البلاستيك القابلة للتحلل

بالإضافة إلى السكسينات ، وهو حمض عضوي ينتج بشكل طبيعي عن طريق البكتيريا ، ومفيد لإنتاج البلاستيك القابل للتحلل ، هناك مركب آخر ممكن يمكن استخدامه لهذه الأغراض.

هذا المركب هو بوليستر يسمى بولي (3-هيدروكسي بويترات) (P (3HB)). P (3HB) لا ينتج بشكل طبيعي بواسطة  C. الجلوتاميك. ومع ذلك ، فإن المهندسين الوراثيين لديهم دراسات متقدمة لابتكارها في البكتيريا ، عن طريق المعالجة الوراثية ، وهو مسار حيوي يسمح بإنتاجه.

مراجع

1. إس. آبي ، ك. تاكاياما ، س. كينوشيتا (1967). دراسات تصنيفية على البكتيريا المنتجة للحمض الجلوتاميك. مجلة علم الأحياء المجهرية العامة والتطبيقية.
2. JY لي ، نعم. نا ، إ. كيم ، هـ. Lee، P. Kim (2016). الأكتينوبتريوم Corynebacterium glutamicum, العمود الفقري الصناعي. مجلة علم الأحياء الدقيقة والتكنولوجيا الحيوية.
3. J. Lange، E. Münch، J. Müller، T. Busche، J. Kalinowski، R. Takors، B. Blombach (2018). فك شفرة التكيف Corynebacterium glutamicum في الانتقال من aerobiosis عبر microaerobiosis إلى anaerobiosis. الجينات.
4. S. Wieschalka، B. Blombach، M. Bott، B.J. ايكمانز (2012). الحيوي القائم على إنتاج الأحماض العضوية مع Corynebacterium glutamicum. التكنولوجيا الحيوية.
5. M. Wachi (2013). الأحماض الأمينية المصدرين في Corynebacterium glutamicum. في: H. Yukawa ، M. Inui (Eds.) Corynebacterium glutamicum علم الأحياء والتكنولوجيا الحيوية.
6. Corynebacterium glutamicum. في ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 25 سبتمبر 2018 من en.wikipedia.org.
7. Corynebacterium glutamicum. في ميكروب ويكي. تم الاسترجاع في 25 سبتمبر 2018 من microbewiki.kenyon.edu.