Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Вид бактерии
Species of bacterium
"Aquifex aeolicus" – хемолитоавтотрофная, грамотрицательная, подвижная, гипертермофильная бактерия. "A. aeolicus" обычно имеет форму палочки, приблизительной длиной 2,0–6,0 мкм и диаметром 0,4–0,5 мкм. "A. aeolicus" не является ни валидно, ни эффективно опубликованным и, не имея статуса в номенклатуре, должно указываться в кавычках. Это один из немногих видов в типе Aquificota, необычной группы термофильных бактерий, которые, как считается, являются одними из древнейших видов бактерий, родственных нитевидным бактериям, впервые обнаруженным на рубеже веков. "A. aeolicus" также считается одним из самых ранних дивергировавших видов термофильных бактерий. "A. aeolicus" лучше всего растет в воде при температуре от 85 °C до 95 °C и может быть найден вблизи подводных вулканов или горячих источников. Для выживания ему необходим кислород, но было обнаружено, что он оптимально растет в микроаэрофильных условиях. Это может быть полезно для улучшения промышленных процессов. Метаболизм
"Aquifex aeolicus" is a chemolithoautotrophic, Gram negative, motile, hyperthermophilic bacterium. "A. aeolicus" is generally rod shaped with an approximate length of 2.0 6.0μm and a diameter of 0.4 0.5μm. "A. aeolicus" is neither validly nor effectively published and, having no standing in nomenclature, should be styled in quotation marks. It is one of a handful of species in the Aquificota phylum, an unusual group of thermophilic bacteria that are thought to be some of the oldest species of bacteria, related to filamentous bacteria first observed at the turn of the century. "A. aeolicus" is also believed to be one of the earliest diverging species of thermophilic bacteria. "A. aeolicus" grows best in water between 85 °C and 95 °C, and can be found near underwater volcanoes or hot springs. It requires oxygen to survive but has been found to grow optimally under microaerophilic conditions. This can be useful for improving industrial processes. Metabolism
Как автотроф, "A. aeolicus" способен получать весь необходимый углерод путем фиксации CO2 из окружающей среды и использует молекулярный водород в качестве источника электронов/энергии. Предполагается, что это возможно, потому что 1) их система кислородного дыхания была уже высоко развита до появления кислородного фотосинтеза, 2) линия Aquifex возникла после повышения концентрации кислорода в атмосфере, или 3) кислородное дыхание было развито, а затем передано между различными бактериальными линиями, такими как Aquifex. В ответ на окислительный стресс "A. aeolicus" обладает защитными ферментами, такими как супероксиддисмутаза и пероксидаза, для нейтрализации вредных форм кислорода.
As an autotroph, "A. aeolicus" has the ability to obtain all necessary carbon by fixing CO2 from the environment and utilizes molecular hydrogen as an electron/energy source. It is hypothesized that this is possible because 1) their oxygen respiration system was already highly developed before the advent of oxygenic photosynthesis, 2) the Aquifex lineage came to life after there was a rise in atmospheric oxygen, or 3) oxygen respiration was developed, and then transferred among different bacterial lineages, such as Aquifex. In response to oxidative stress, "A. aeolicus" possesses protective enzymes such as superoxide and peroxide to counter harmful oxygen species.
Среда обитания
"A. aeolicus" была впервые выделена из подводных вулканических источников вблизи Эолийских островов (к северу от Сицилии), а также из горячих источников в Йеллоустоне. Являясь гипертермофилом, "A. aeolicus" способна выживать при температуре до 95 °C, с оптимальной температурой 85 °C и оптимальным pH 8,0, варьирующимся от 6,8 до 9,0.
"A. aeolicus" was originally isolated from underwater volcanic vents near the Aeolic Islands (north of Sicily) and has also been isolated from the hot springs in Yellowstone. As a hyperthermophile, "A. aeolicus" can survive up to 95 °C with a temperature optima of 85 °C with a pH optima of 8.0, ranging from 6.8 to 9.0.
Геномные свойства
"Aquifex aeolicus" – первая термофильная бактерия, геном которой был полностью секвенирован. Сравнение генома "Aquifex aeolicus" с геномами других организмов показало, что около 16% его генов имеют происхождение из домена Archaea. Наиболее близким родственником "Aquifex aeolicus" является водородоокисляющая бактерия Aquifex pyrophilus и ее близкий родственник Hydrogenobacter thermophilus. Геном "A. aeolicus" был успешно картирован, однако его размер составляет лишь одну треть от размера генома E. coli. Геном "A. aeolicus" плотно упакован и не содержит интронов или элементов сплайсинга белков. Он имеет кольцевую хромосому размером 1 551 335 пар оснований и содержание G+C составляет 43,4%, геном содержит 1 796 генов. Также он содержит гены, потенциально кодирующие три различных [NiFe]-гидрогеназы, при этом считается, что гидрогеназы I и II "Aquifex" участвуют в сохранении энергии, а гидрогеназа III, вероятно, необходима для фиксации CO2. Кроме того, в процессе секвенирования был обнаружен один внехромосомный элемент (ECE), что указывает на возможность генетического обмена между хромосомой "A. aeolicus" и ECE.
"Aquifex aeolicus" is the first thermophilic bacterium to have its entire genome sequenced. Comparison of the "Aquifex aeolicus" genome to other organisms showed that around 16% of its genes originated from the Archaea domain. It is most closely related to the hydrogen oxidizing bacterium, Aquifex pyrophilus, and its close relative, Hydrogenobacter thermophilus. The genome of "A. aeolicus" has been successfully mapped, but was noted to be only one third the size of the E. coli genome. The genome of "A. aeolicus" is densely packed while no introns or protein splicing elements were found. It possesses a circular chromosome with 1,551,335 bp and has a G+C content of 43.4%, and contains 1,796 genes. It also contains genes potentially coding for three distinct [NiFe] hydrogenases, however, it is thought that the Aquifex hydrogenases I and II function in energy conservation, where as hydrogenase III is more likely required for CO2fixation. Additionally, during sequencing, a single extra chromosomal element (ECE) was identified, suggesting evidence of genetic exchange between the "A. aeolicus" chromosome and the ECE.
Промышленные применения
Было выявлено несколько ферментов, представляющих интерес для потенциального использования в будущем благодаря их высокой стабильности и способности окислять молекулярный водород с образованием тепла и воды в качестве побочных продуктов. Особое внимание заслуживает фермент гидрогеназа I, который использовался для изучения взаимосвязи между ферментами и электродами при разработке био-топливных элементов, работающих на водороде. Исследователи также изучали возможности применения другого чрезвычайно устойчивого фермента, известного как люмазинсинтаза. Этот фермент, формирующий клеточную структуру, рассматривается как потенциальный наноноситель для доставки лекарств, поскольку он был модифицирован для инкапсуляции других молекул.
Multiple enzymes have been identified for potential future use due to their high stability and capacity to oxidize molecular hydrogen, producing byproducts of heat and water. A key enzyme of note is Hydrogenase I which was used to study the relationship of enzymes and electrodes during the development of H2 fed, energy generating biofuel cells. Researchers have explored the use of another extremely resistant enzyme known as lumazine synthase. The cage forming enzyme has been explored as potential drug delivery nano carrier as it was engineered to encapsulate other molecules.