ЦОРИНЕБАЦТЕРИУМ ГЛУТАМИЦУМ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, МОРФОЛОГИЈА, КУЛТУРА - БИОЛОГИЈА - 2025

Цоринебацтериум глутамицум је грам-позитивна, факултативна анаеробна бактерија у облику штапића присутна у земљишту. Ни формира споре нити је патогена. Упоредо са остатком рода Цоринебацтериацеае и бактеријама из породице Мицобацтериацеае и Ноцардиацеае спада у групу познату као ЦМН група. Ова група укључује многе бактерије од медицинског и ветеринарског значаја.

Бактерија Ц. глутамицум се широко користи у индустрији за производњу аминокиселина. Употреба ове бактерије за индустријску производњу датира више од 40 година.

Цоринебацтериум глутамицум. Фото: АЈЦ1 Флицкр. Преузето и уређено са хттпс://ввв.ацерцациенциа.цом/2013/05/16/герменес-цон-царацтеристицас-хуманас/цоринебацтериум-глутамицум-би-ајц1-флицкр/

Количина аминокиселина које производе ове бактерије, укључујући мононатријум глутамат и Л-лизин, тренутно прелази 100 тона годишње.

Опште карактеристике

Ове бактерије разграђују угљене хидрате током процеса ферментације. На производњу аминокиселина утиче дати извор угљеника и одређени услови суплементације, као што је ограничење биотина.

Да би се добила инокула, коришћени су култури медија триптонских комплекса (ИТ), екстракт квасца и модификовани минимални медијуми ЦГКСИИ.

За култивацију се препоручују температуре од 30 ° Ц и пХ од 7,4 - 7,5. Извори угљеника, као и супстанце које ће се користити за обогаћивање усева, зависиће од резултата који ће се добити.

На пример, откривено је да глукоза, амонијум-сулфат, магнезијум-сулфат и ди-калијум-фосфат имају значајан утицај на производњу сукцината.

Да би се добила велика концентрација Л-лизина, медијум за узгој мора имати глукозу, амонијум-сулфат, калцијум-карбонат, бактоказамино киселину, тиамин хидрохлорид, Д-биотин, калијум-дихидроген фосфат, магнезијум-сулфат хептахидрат, хептахидрат сумпорног сулфата и манган-хлорид тетрахидрат.

Цоринебацтериум глутамицум, Фото Царлос Барреиро. Преузето и уређено са хттп://ввв.дицит.цом/виевИтем.пхп?итемИд=14535

Патогенија

Иако је већина бактерија из породице Цоринебацтериацеае патогена, неке од њих, укључујући Ц. глутамицум, су безопасне. Последње, познате као не-дифтеријске коринебактерије (ЦНД), су комменсали или сапрофити који могу бити присутни код људи, животиња и тла.

Неки ЦНД-ови, као Ц. глутамицум и Ц. фееициенс, користе се у производњи есенцијалних аминокиселина и витамина.

Употреба у биотехнологији

Геном Ц. глутамицум је релативно стабилан, брзо расте и не излучује ванћелијску протеазу. Даље, непатогена је, не ствара споре и има релативно ниске потребе за растом.

Те карактеристике и чињеница да производи ензиме и друга корисна једињења омогућили су да се ова бактерија у биотехнологији назива „радним коњем“.

Производња аминокиселина

Први производ за који је познато да га биосинтетизира Ц. глутамицум био је глутамат. Глутамат је небитна аминокиселина присутна у око 90% синапси у мозгу.

Учествује у преносу информација између неурона централног нервног система и у формирању и опоравку памћења.

Лизин, есенцијална аминокиселина за људе и део протеина који синтетишу жива бића, такође производи Ц. глутамицум.

Остале аминокиселине добијене од ове бактерије укључују треонин, изолеуцин и серин. Треонин се користи углавном за спречавање појаве херпеса.

Серин помаже у производњи антитела и имуноглобулина. Изолеуцин је са своје стране укључен у синтезу протеина и производњу енергије током физичког вежбања.

Остали производи и апликације

Пантотхенате

То је најактивнији облик витамина Б5 (пантотенска киселина), јер се калцијум пантотенат користи као додатак исхрани. Витамин Б5 је неопходан у синтези угљених хидрата, липида и протеина.

Органске киселине

Између осталог, Ц. глутамицум производи лактат и сукцинат. Лактат има вишеструку примену, попут омекшивача тканине, регулатора киселости хране, коже штављења, чистила, између осталог.

Сукцинат се са своје стране користи за производњу лакова, боја, парфема, адитива у храни, лекова и за производњу биоразградиве пластике.

Алкохоли

Пошто ферментира шећере, способан је да ствара алкохоле, попут етанола и изобутанола. Из тог разлога постоје испитивања за синтезу етанола у усевима Ц. глутамицум из отпада шећерне трске. Циљ ових испитивања је постизање индустријске производње биогорива.

Ксилитол, полиол или шећерни алкохол користи се као заслађивач дијабетичарима, јер не подиже ниво шећера у крви.

Биоремедијација

Ц. глутамицум садржи два оперона у свом геному, названа арс1 и арс2, који су отпорни на арсен. У току су студије са циљем да се ова бактерија на крају искористи за апсорпцију арсена из околине.

Биоразградљива пластика

Поред сукцината, органске киселине коју природно производе бактерије, корисне за производњу биоразградиве пластике, постоји још једно могуће једињење које се може користити у ове сврхе.

Ово једињење је полиестер који се зове поли (3-хидроксибутират) (П (3ХБ)). П (3ХБ) не производи природно Ц. глутамицум. Међутим, генетски инжењери су спровели студије како би створили у бактерији, генетском манипулацијом, биосинтетски пут који омогућава да се она произведе.

Референце

1. С. Абе, К.-И. Такаиама, С. Киносхита (1967). Таксономске студије о бактеријама које производе глутаминску киселину. Часопис за општу и примењену микробиологију.
2. Ј.-И. Лее, И.-А. На, Е. Ким, Х.-С. Лее, П. Ким (2016). Ацтинобацтериум Цоринебацтериум глутамицум, индустријски коњски радник. Часопис за микробиологију и биотехнологију.
3. Ј. Ланге, Е. Мунцх, Ј. Муллер, Т. Бусцхе, Ј. Калиновски, Р. Такорс, Б. Бломбацх (2018). Дешифровање адаптације Цоринебацтериум глутамицум у прелазу из аеробиозе преко микроаеробиозе у анаеробиозу. Гени
4. С. Виесцхалка, Б. Бломбацх, М. Ботт, БЈ Еикманнс (2012). Производња органских киселина на биолошком нивоу са Цоринебацтериум глутамицум. Биотехнологија.
5. М. Вацхи (2013). Извозници аминокиселина у Цоринебацтериум глутамицум. У: Х. Иукава, М. Инуи (изд.) Биологија и биотехнологија Цоринебацтериум глутамицум.
6. Цоринебацтериум глутамицум. На Википедији. Преузето 25. септембра 2018. са ен.википедиа.орг.
7. Цоринебацтериум глутамицум. На Мицробе Вики-у. Преузето 25. септембра 2018. са мицробевики.кенион.еду.