Rhodococcus -Rhodococcus

Rhodococcus
Rhodococcus species.jpg
Rhodococcus sp.
Vetenskaplig klassificering
Domän:
Bakterie
Provins:
" Actinobacteria "
Klass:
Actinobacteria
Beställa:
Mycobacteriales
Familj:
Nocardiaceae
Släkte:
Rhodococcus

Zopf 1891

Rhodococcus är ett släkte av aeroba, icke - sporulerande, icke - rörliga grampositiva bakterier som är nära besläktade med Mycobacterium och Corynebacterium . Medan några arter är patogena är de flesta godartade och har visat sig trivas i ett brett spektrum av miljöer, inklusive jord, vatten och eukaryota celler. Vissa arter har stora genomer, inklusive 9,7 megabaspargenomet (67% G/C) av Rhodococcus sp. RHA1.

Stammar av Rhodococcus är viktiga på grund av deras förmåga att katabolisera ett brett spektrum av föreningar och producera bioaktiva steroider, akrylamid och akrylsyra , och deras engagemang i bioavsvavling av fossila bränslen. Denna genetiska och katabola mångfald beror inte bara på den stora bakteriekromosomen, utan också på närvaron av tre stora linjära plasmider. Rhodococcus är också ett experimentellt fördelaktigt system på grund av en relativt snabb tillväxttakt och enkel utvecklingscykel, men är inte väl karakteriserad.

En annan viktig tillämpning av Rhodococcus kommer från biokonvertering, med hjälp av biologiska system för att omvandla billigt utgångsmaterial till mer värdefulla föreningar, till exempel dess förmåga att metabolisera skadliga miljöföroreningar, inklusive toluen , naftalen , herbicider och PCB. Rhodococcus -arter metaboliserar vanligtvis aromatiska substrat genom att först syrgas den aromatiska ringen för att bilda en diol (två alkoholgrupper). Därefter klyvs ringen med intra/extradiol -mekanismer, öppnar ringen och utsätter substratet för ytterligare metabolism. Eftersom kemin är mycket stereospecifik skapas diolerna med förutsägbar kiralitet. Samtidigt som kontrollen av kiraliteten i den kemiska reaktionen utgör en betydande utmaning för syntetiska kemister, kan biologiska processer istället användas för att troget producera kirala molekyler i fall där direkt kemisk syntes inte är genomförbar eller effektiv. Ett exempel på detta är användningen av Rhodococcus till producerar inden , en föregångare till AIDS läkemedels indinavir , en proteasinhibitor, och innehållande två av de fem kirala centra behövs i komplexet.

Indinavir, indene visas i grönt

Biologisk nedbrytning av organiska föroreningar

Rhodococcus har forskats mycket som ett potentiellt medel för bioremediering av föroreningar, eftersom det vanligtvis förekommer i den naturliga miljön, och de har vissa egenskaper som gör att de kan trivas under olika förhållanden, och de har förmågan att metabolisera många kolväten.

Rhodococci har många egenskaper som gör dem lämpliga för biomediering under en rad miljöer. Deras förmåga att genomgå mikroaerofil andning gör att de kan överleva i miljöer som innehåller låga syrekoncentrationer, och deras förmåga att genomgå aerob andning tillåter dem också att överleva i syresatta miljöer. De genomgår också kvävefixering , vilket gör att de kan generera sina egna näringsämnen i miljöer med låga näringsämnen.

Rhodokocker innehåller också egenskaper som förbättrar deras förmåga att bryta ner organiska föroreningar . Deras hydrofoba yta möjliggör vidhäftning till kolväten, vilket ökar dess förmåga att bryta ned dessa föroreningar. De har en mängd olika katabola vägar och många unika enzymfunktioner. Detta ger dem förmågan att bryta ner många motstridiga, giftiga kolväten. Till exempel uttrycker Rhodococci dioxygenaser , som kan användas för att bryta ned bensotrifluorid , en motsträvande förorening. Rhodococcus sp. stam Q1, en stam som naturligt finns i jord- och pappersbruksslam, innehåller förmågan att bryta ned kinolin , olika pyridinderivat , katekol , bensoat och protokatechuinsyra . Rhodokocker kan också ackumulera tungmetalljoner , såsom radioaktivt cesium , vilket möjliggör enklare avlägsnande från miljön. Andra föroreningar, såsom azofärgämnen , bekämpningsmedel och polyklorerade bifenyler kan också brytas ned av Rhodococci.

Elektronmikroskopi av skanning av Rhodococcus sp. stam Q1 odlad på kinolin - organismen kan använda kinolin som en enda källa till kol, kväve och energi och tolererar koncentrationer upp till 3,88 millimol per liter.

Patogen Rhodococcus

Släktet Rhodococcus har två patogena arter: R. fascians och R. equi . Den förra, en växtpatogen, orsakar lummig gallsjukdom i både angiosperm och gymnospermväxter . R. equi är orsaksmedlet för föl lunginflammation (skramlar) och infekterar främst föl upp till tre månaders ålder. Den har emellertid ett brett värdintervall, som sporadiskt infekterar grisar, nötkreatur och immunkompromitterade människor, särskilt AIDS -patienter och de som genomgår immunsuppressiv behandling. Båda patogenerna förlitar sig på en konjugerande virulensplasmid för att orsaka sjukdom. För R. fascians är detta en linjär plasmid, medan R. equi har en cirkulär plasmid. Båda patogenerna är ekonomiskt signifikanta. R. fascians är en stor patogen av tobaksväxter. R. equi , en av de viktigaste fölpatogenerna, är endemisk på många stuterier runt om i världen.

Inom molekylär biologi

Rhodococcus har också identifierats som en förorening av DNA -extraktionskitreagenser och ultrarena vattensystem, vilket kan leda till att det uppstår felaktiga uppgifter i mikrobioter eller metagenomiska datamängder.

Arter

Referenser

externa länkar