CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM: JELLEMZŐK, MORFOLÓGIA, TENYÉSZET - BIOLÓGIA - 2026

A Corynebacterium glutamicum egy gram-pozitív, fakultatív anaerob, rúd alakú baktérium, amely jelen van a talajban. Nem spóraképző, sem patogén. A Corynebacteriaceae többi részével, valamint a Mycobacteriaceae és Nocardiaceae családba tartozó baktériumokkal együtt a CMN csoportnak nevezett csoport része. Ez a csoport számos orvosi és állatorvosi jelentőségű baktériumot tartalmaz.

A C. glutamicum baktériumot széles körben használják az iparban aminosavak előállítására. Ennek a baktériumnak az ipari termelésben való felhasználása több mint 40 évvel ezelőtt nyúlik vissza.

Corynebacterium glutamicum. Fotó: AJC1 Flickr. Készült és szerkesztette a https://www.acercaciencia.com/2013/05/16/germenes-con-caracteristicas-humanas/corynebacterium-glutamicum-by-ajc1-flickr/ webhelyről

Ezen baktériumok által termelt aminosavak mennyisége, beleértve a nátrium-glutamátot és az L-lizint, jelenleg meghaladja a 100 tonnát évente.

Általános tulajdonságok

Ezek a baktériumok a fermentációs folyamat során lebontják a szénhidrátokat. Az aminosav-termelést befolyásolja az adott szénforrás és bizonyos kiegészítő feltételek, például a biotin korlátozása.

Az oltóanyag előállításához tripton komplexek (YT) tenyésztő tápközegeit, élesztő extraktumot és a CGXII módosított minimális tápközegeit használtuk.

Termesztéshez 30 ° C hőmérséklet és 7,4 - 7,5 pH javasolt. A szénforrások, valamint azok az anyagok, amelyeket a növény gazdagításához használnak, a megszerzett eredményektől függenek.

Például, a glükóz, ammónium-szulfát, magnézium-szulfát és dikálium-foszfát kimutatták, hogy jelentős hatással vannak a szukcinát előállítására.

A magas L-lizin koncentráció eléréséhez a tápközegnek glükózzal, ammónium-szulfáttal, kalcium-karbonáttal, baktocasamino-savval, tiamin-hidrokloriddal, D-biotinnel, kálium-dihidrogén-foszfáttal, magnézium-szulfát-heptahidráttal, vas-szulfát-heptahidráttal kell rendelkeznie. és mangán-klorid-tetrahidrát.

Corynebacterium glutamicum, fotó készítette: Carlos Barreiro. Felvétel és szerkesztés a http://www.dicyt.com/viewItem.php?itemId=14535 oldalról

kórtani

Bár a Corynebacteriaceae családba tartozó baktériumok többsége patogén, néhány közülük, beleértve a C. glutamicum-t is, ártalmatlan. Ez utóbbi, nem diftéria corynebacteria (CND) néven ismert kommenszál vagy szaprofit, amely jelen lehet az emberekben, állatokban és a talajban.

Néhány CND-t, mint például a C. glutamicum és a C. feeiciens, esszenciális aminosavak és vitaminok előállításához használják.

Használatok a biotechnológiában

A C. glutamicum genomja viszonylag stabil, gyorsan növekszik és nem szekretál extracelluláris proteázt. Ezenkívül nem patogén, nem képez spórákat, és viszonylag alacsony növekedési igényekkel rendelkezik.

Ezek a tulajdonságok, valamint az a tény, hogy enzimeket és más hasznos vegyületeket termel, lehetővé tették ennek a baktériumnak a „bioforrásnak” nevezést a biotechnológiában.

Aminosavak előállítása

Az első olyan termék, amelyről ismert, hogy a C. glutamicum bioszintetizálta, a glutamát volt. A glutamát egy nem lényeges aminosav, amely az agy szinapszisának körülbelül 90% -ában található.

Részt vesz az információ továbbításában a központi idegrendszer idegsejtjei között, valamint a memória kialakításában és helyreállításában.

A lizint, az emberek számára nélkülözhetetlen aminosavat és az élőlények által szintetizált fehérjék egy részét a C. glutamicum is termeli.

Az ebből a baktériumból nyert egyéb aminosavak közé tartozik a treonin, az izoleucin és a szerin. A treonint elsősorban a herpesz megjelenésének megelőzésére használják.

A szerin elősegíti az ellenanyagok és az immunglobulin előállítását. Az izoleucin a testmozgás során részt vesz a fehérje szintézisében és az energiatermelésben.

Egyéb termékek és alkalmazások

A pantotenát

Ez a B5-vitamin (pantoténsav) legaktívabb formája, mivel a kalcium-pantotenátot táplálékkiegészítőként használják. A B5-vitamin elengedhetetlen a szénhidrátok, lipidek és fehérjék szintézisében.

Szerves savak

Többek között a C. glutamicum laktátot és szukcinátot termel. A laktátnak többféle felhasználása van, mint például szövetlágyító, élelmiszer-savasság-szabályozó, bőrbarnító, tisztítószer.

A szukcinátot maga részben lakkok, színezékek, parfümök, élelmiszer-adalékanyagok, gyógyszerek és biológiailag lebontható műanyagok gyártására használják.

Az alkoholok

Mivel fermentálja a cukrokat, képes alkoholokat, például etanolt és izobutanolt előállítani. Ezért vannak kísérletek az etanol szintézisére a cukornádhulladékból származó C. glutamicum növényekben. E kísérletek célja a bioüzemanyagok ipari termelésének elérése.

A xilitolt, egy poliolt vagy cukor-alkoholt használják édesítőszerként cukorbetegek számára, mivel nem növeli a vércukorszintjét.

bioremediáció

A C. glutamicum genomjában két operont tartalmaz, úgynevezett ars1 és ars2, amelyek rezisztensek az arzénre. Folyamatban vannak tanulmányok azzal a céllal, hogy ezt a baktériumot végül fel lehessen használni a környezeti arzén felszívására.

Biológiailag lebontható műanyagok

A szukcinátok mellett a baktériumok által természetesen előállított szerves savak mellett, amelyek felhasználhatók a biológiailag lebontható műanyagok előállítására, létezik egy másik lehetséges vegyület is, amely felhasználható ezekre a célokra.

Ez a vegyület poli (3-hidroxi-butirát) (P (3HB)) nevű poliészter. A P (3HB) -et természetesen nem termeli a C. glutamicum. A génmérnökök azonban tanulmányokat végeztek annak érdekében, hogy a baktériumokban genetikai manipuláció útján létrehozhassanak egy bioszintézis útvonalat, amely lehetővé teszi baktérium előállítását.

Irodalom

1. S. Abe, K.-I. Takayama, S. Kinoshita (1967). A glutaminsavat termelő baktériumok taxonómiai vizsgálata. A Journal of General and Applied Microbiology.
2. J.-Y. Lee, Y.-A. Na, E. Kim, H.-S. Lee, Kim P. (2016). Az actinobacterium Corynebacterium glutamicum, ipari ló. Journal of Microbiology and Biotechnology.
3. J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018). A Corynebacterium glutamicum alkalmazkodásának megfejtése az aerobiosistól a mikroaerobiosissal történő átalakuláson át az anaerobiosisig. gének
4. Wieschalka S., Blombach B., Bott M., BJ Eikmanns (2012). Szerves savak bioalapú előállítása Corynebacterium glutamicummal. Biotechnológia.
5. Wachi M. (2013). Aminosavak exportőrei a Corynebacterium glutamicum-ban. In: Yukawa H., Inui M. (szerk.) Corynebacterium glutamicum biológia és biotechnológia.
6. Corynebacterium glutamicum. A Wikipedia. Visszakeresve: 2018. szeptember 25-én a en.wikipedia.org webhelyről.
7. Corynebacterium glutamicum. A Microbe Wikiben. Beolvasva: 2018. szeptember 25-én a microbewiki.kenyon.edu webhelyről.