Corynebacterium glutamicum Jest to bakteria w postaci pałeczki Gram-dodatnia, fakultatywnie beztlenowa obecna w glebie. Nie tworzy zarodników ani nie jest chorobotwórczy. Wraz z resztą Corynebacteriaceae i bakteriami z rodzin Mycobacteriaceae i Nocardiaceae należy do grupy znanej jako CMN. Do tej grupy zalicza się wiele bakterii o znaczeniu medycznym i weterynaryjnym..
Bakterie C. glutamicum Jest szeroko stosowany w przemyśle do produkcji aminokwasów. Zastosowanie tej bakterii do produkcji przemysłowej sięga ponad 40 lat wstecz.
Ilość aminokwasów wytwarzanych przez te bakterie, w tym glutaminian sodu i L-lizynę, przekracza obecnie 100 ton rocznie.
Indeks artykułów
-Corynebacterium glutamicum jest niepatogenną bakterią Gram-dodatnią.
-Nie wytwarza zarodników.
-Zawiera katalazę.
-Rozkłada węglowodany poprzez metabolizm fermentacyjny.
-Jest zdolny do syntezy aminokwasów, takich jak seryna, glutaminian i lizyna.
Gatunki C. glutamicum został po raz pierwszy odkryty w Japonii i opisany przez Kinoshitę i wsp. w 1958 roku pod nazwą Micrococcus glutamicus. Później (1967) Abe i wsp. Przenieśli go do gatunku Corynebacterium.
Bakterie z rodzaju Corynebacterium są taksonomicznie zlokalizowane w podrzędu Corynebacterineae. Podrząd ten z kolei należy do rzędu Actinomycetales, klasa Actinobacteria.
Podrząd Corynebacterineae obejmuje rodziny Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae i Nocardiaceae określane jako grupa CMN. Corynebacterium należy do pierwszej z tych rodzin.
Bakterie mają kształt pałeczki z nabrzmiałymi końcami w kształcie młotka lub maczugi. Ma chromosom i kolisty plazmid. Jego genom składa się z 3314179 nukleotydów.
Ściana komórkowa składa się między innymi z warstwy peptydoglikanu, krótkołańcuchowych kwasów mykolowych, kwasów mezo-diaminopimelinowych oraz polimerów arabino-galaktanowych.
Corynebacterium glutamicum wykorzystuje szeroką gamę substratów, w tym cukrów, kwasów organicznych i alkoholi, do swojego wzrostu i produkcji aminokwasów.
Bakterie te rozkładają węglowodany w procesie fermentacji. Na produkcję aminokwasów wpływa dane źródło węgla oraz pewne warunki suplementacji, takie jak ograniczenie biotyny.
Aby otrzymać inokulę, użyto pożywki z kompleksów tryptonu (YT), ekstraktu drożdżowego i zmodyfikowanej minimalnej pożywki CGXII..
Do uprawy zaleca się temperaturę 30 ° C i pH 7,4 - 7,5. Źródła węgla, a także substancje, które zostaną użyte do wzbogacenia upraw, będą zależały od uzyskanych wyników..
Na przykład stwierdzono, że glukoza, siarczan amonu, siarczan magnezu i fosforan dipotasowy mają znaczący wpływ na produkcję bursztynianu..
Aby uzyskać wysokie stężenie L-lizyny, pożywka hodowlana musi zawierać glukozę, siarczan amonu, węglan wapnia, baktokazaminokwas, chlorowodorek tiaminy, D-biotynę, diwodorofosforan potasu, heptahydrat siarczanu magnezu, heptahydrat siarczanu żelazawego i tetrahydrat chlorku manganu.
Chociaż większość bakterii należących do rodziny Corynebacteriaceae jest chorobotwórcza, niektóre z nich, w tym C. glutamicum, są nieszkodliwe. Te ostatnie, znane jako non-diphtheria corynebacteria (CND), są komensalami lub saprofitami, które mogą występować u ludzi, zwierząt i gleby..
Niektóre CND, takie jak C. glutamicum Y C. feeiciens, są wykorzystywane do produkcji niezbędnych aminokwasów i witamin.
Genom C. glutamicum jest stosunkowo stabilny, rośnie szybko i nie wydziela proteazy zewnątrzkomórkowej. Ponadto jest niepatogenny, nie tworzy zarodników i ma stosunkowo niskie wymagania wzrostowe..
Te cechy oraz fakt, że wytwarza ona enzymy i inne przydatne związki, pozwoliły tej bakterii nazywać się „koniem roboczym” w biotechnologii..
Pierwszy znaleziony produkt, o którym wiadomo, że jest biosyntetyzowany przez C. glutamicum to był glutaminian. Glutaminian jest aminokwasem nieistotnym, obecnym w około 90% synaps w mózgu.
Bierze udział w przekazywaniu informacji między neuronami ośrodkowego układu nerwowego oraz w tworzeniu i przywracaniu pamięci.
Lizyna, aminokwas niezbędny dla człowieka, który jest częścią białek syntetyzowanych przez żywe istoty, jest również wytwarzana przez C. glutamicum.
Inne aminokwasy uzyskane z tej bakterii to treonina, izoleucyna i seryna. Treoninę stosuje się głównie w celu zapobiegania pojawieniu się opryszczki.
Seryna pomaga w produkcji przeciwciał i immunoglobulin. Z kolei izoleucyna bierze udział w syntezie białek i produkcji energii podczas wysiłku fizycznego..
Jest najbardziej aktywną formą witaminy B5 (kwas pantotenowy), gdyż pantotenian wapnia stosowany jest jako suplement diety. Witamina B5 jest niezbędna w syntezie węglowodanów, lipidów i białek.
Pośród innych, C. glutamicum wytwarza mleczan i bursztynian. Mleczan ma wiele zastosowań, między innymi jako zmiękczacz do tkanin, regulator kwasowości żywności, garbowanie skóry, środki przeczyszczające..
Z kolei bursztynian jest wykorzystywany do produkcji lakierów, barwników, perfum, dodatków do żywności, leków oraz do produkcji tworzyw biodegradowalnych..
Ponieważ fermentuje cukry, jest w stanie wytwarzać alkohole, takie jak etanol i izobutanol. Z tego powodu istnieją próby syntezy etanolu w kulturach C. glutamicum z odpadów z trzciny cukrowej. Celem tych testów jest osiągnięcie przemysłowej produkcji biopaliw.
Ksylitol, poliol lub alkohol cukrowy, jest stosowany jako słodzik dla diabetyków, ponieważ nie podnosi poziomu cukru we krwi.
C. glutamicum zawiera w swoim genomie dwa operony, zwane ars1 i ars2, które są odporne na arszenik. Trwają badania nad ostatecznym wykorzystaniem tej bakterii do wchłaniania arsenu ze środowiska..
Oprócz bursztynianu, kwasu organicznego wytwarzanego naturalnie przez bakterie, przydatnego do produkcji biodegradowalnych tworzyw sztucznych, istnieje inny możliwy związek, który można wykorzystać do tych celów..
Ten związek to poliester zwany poli (3-hydroksymaślanem) (P (3HB)). P (3HB) nie jest wytwarzany naturalnie przez C. glutamicum. Jednak inżynierowie genetyczni przeprowadzili badania nad stworzeniem w bakteriach, poprzez manipulację genetyczną, biosyntetycznego szlaku, który pozwala na jej wytwarzanie.
Jeszcze bez komentarzy