Sulfolobus metallicus - Sulfolobus metallicus

Sulfolobus metallicus
Ilmiy tasnif
Domen:
Arxeya
Qirollik:
Krenarxeota
Filum:
Krenarxeota
Sinf:
Termoprotei
Buyurtma:
Sulfoloballar
Oila:
Sulfolobaceae
Tur:
Sulfolobus
Turlar:
S. metallicus
Binomial ism
Sulfolobus metallicus
Xuber va Stetter 1992 yil

Sulfolobus metallicus a kokkoid shaklli termofil arxeon.[1] Bu qat'iy xemolitoautotrof oksidlanib energiya olish oltingugurt va sulfidli rudalar oltingugurt kislotasiga aylanadi.[1] Uning turi Kra 23 (DSM 6482).[1] Uning kislotali va issiq muhitda metall muhitda o'sish qobiliyatidan foydalanadigan ko'plab qo'llanmalar mavjud.

Taksonomiya

"Metallicus" nomi Lotin "konchi" ma'nosini anglatadi.[1]

Dan foydalanish biokimyo va filogeniya dastlab asosiy manbai bo'lgan tasnif, lekin 16S rRNK unda filogeniyani aniqlash uchun ketma-ketliklar bajarildi.[2] Sulfolobus sp. shtamm 7r sp. nov ga yaqin Sulfolobus metallicus taqqoslanadigan bilan filogenetik xususiyatlari.[2] Ikkalasi ham Sulfolobus metallicus va Sulfolobus sp. shtamm 7r sp. nov asosan termoatsidofil tabiatiga qarab guruhlanadi Krenarxeota arxeologik shohlik.[1]

Tarix

Sulfolobus metallicus birinchi bo'lib 1991 yilda shifokorlar Gertrud Xuber va Karl O. Stetter dan solfatarik maydonlar yilda Islandiya.[1] Yig'ilgan namunalar ma'dan bilan to'ldirilgan muhitda kislotali sharoitda 65⁰S optimal haroratda o'stirildi.[1] Arxeya muntazam ravishda ma'dan tashiydigan joylarda optimal 65⁰S haroratda o'stirildi.[1] Keyin Sulfolobus metallicus oltingugurt birikmalarini oksidlash qobiliyatiga ega ekanligi isbotlandi, tadqiqotchilar uning imkoniyatlarini o'rganishdi oksidlanish oltingugurt chiqindilarining kamayishi.[3]

Metabolizm

Sulfolobus metallicus tarkibida kamaytirilgan oltingugurt bo'lgan muhitda o'stirildi va oltingugurt kislotasi ishlab chiqarilishi sinovdan o'tkazildi.[1] Sulfolobus metallicus qat'iy ekanligi aniqlandi aerob xemolitotrof[4] chunki bu oksidlanadi oltingugurt kabi minerallarda mavjud pirit, xalkopirit, elementar oltingugurt va sfalerit ichiga sulfat kislota.[1] Sulfolobus metallicus oksidlanishi ham mumkin temir (II).[5]

Sulfolobus metallicus noyob II turiga ega NADH dehidrogenaza yo'q bilan temir-oltingugurt klasterlari bu kovalent ravishda a bilan bog'langan flavin molekula.[4]

Genetika

Sulfolobus metallicusNing GK-tarkib 38 mol% atrofida.[1]

Oqsillarning genlari

Hammasi bo'lsa ham genom ketma-ketligi yo'q kodlash ketma-ketliklari ba'zi genlarning ketma-ketligi berilgan:

Karboksilaza genlari

Ushbu organizmda genlarni topgan, ularni kodlaydi biotin karboksilaza, karboksil transferaza va biotin karboksil tashuvchisi oqsili.[6] Ushbu genlar yordamida topilgan Sanger ketma-ketligi.[6] Ushbu genlar tomonidan kodlangan barcha uchta oqsillarning aminokislota qoldiqlari ketma-ketligi ham mikrosekvensiya yordamida ketma-ketlik qilingan.[6] Biotin karboksilaza, karboksil transferaza va biotin karboksil tashuvchisi oqsili, ehtimol karbonat angidridni tuzatishga yordam beradigan oqsillar majmuasi bo'lishi mumkin. avtotrofiya.[6]

tulki genlar

S. metallicus oltingugurt va temir konsentratsiyasi yuqori bo'lgan muhitda o'sishiga yordam beradigan genlarni tartibga soladi.[7] Unda klaster deb nomlangan genlar tulki shunga o'xshash membrana oqsillarini kodlaydigan genlar sitoxrom s oksidaza.[7] Kodlangan gen oltingugurt oksigenaz-reduktaza arxey oltingugurt muhitida o'stirilganda ifoda etilganligi aniqlandi.[7] cDNA ning tulki mavjudligini tekshirish uchun boshqa oltingugurt oksidlovchi hujayralarida bo'lganligi ma'lum bo'lgan genlar ishlatilgan tulki genlar Sulfolobus metallicus.[7]

Filogeniya

The 16S rRNK DNK ketma-ketliklari bakteriyalarning Sofolobales tartibining filogenetik tahliliga har doim ham mos kelmaydi.[2] Shu bilan birga, filogenetik daraxt hosil qilish uchun Sulfolobales a'zolariga 16S rRNK analizi o'tkazildi.[2] Eng yaqin a'zo Sulfolobus 16S rRNK uchun kod beradigan genomning 98,2% bilan bo'lishadigan LM shtammini.[2] Ning Sulfoloballar, bu kamida bog'liq Sulfolobus hakonensis 16S rRNK uchun kod beradigan genlarning 15,7% farqi bilan.[2] S. metallicus ga o'xshashligi 87,7% ga teng S. hakonensis, bilan 87,6% o'xshashlik A. brierleyi, ga 87,4% o'xshashlik M. sedula, ga 87,5% o'xshashlik M. prunae, 88,5% o'xshashlik A. ambivalens va 88,8% o'xshashlik A. infernus.[2]

Fiziologiya

Sulfolobus metallicus a kokkoid shaklli arxey.[1]Uning hujayra konvertlari o'z ichiga oladi S-qavat, Izopranil efiri lipidlar va kaldariellaquinon.[1] Lipidlar arxeyni ular yashaydigan kislotali muhitdan himoya qiladi va shu bilan birga yuqori haroratda barqarorlikni saqlaydi.[8]

Bu yuqori darajalarga ega polifosfat.[9]

Foydalanadi

Biologik tozalash

Bu asosiy organizm biologik tozalash ning mis, kobalt, nikel va oltin.[8] Metall sulfidlarni to'plash mumkin bo'lgan ionli metallga va vodorod sulfidga ajratish uchun biologik tozalash usullaridan foydalanish mumkin.[10] Jarayonga kislotali protonlar ham, oksidlangan temir ham kerak (Fe3+).[10] Sulfolobus metallicus, atsidofil bo'lib, nafaqat biologik tozalash uchun zarur bo'lgan kislotali sharoitlarga bardosh beribgina qolmay, balki biologik tozalash jarayonida ishlatilishi mumkin bo'lgan va metabolizm orqali oksidlangan temirning kerakli darajasini ushlab turadigan oltingugurt kislotasini ham ishlab chiqaradi.[10] Kabi termofillarni o'tkazuvchan haroratlarda biologik tozalash Sulfolobus metallicus bilan biologik tozalashdan ko'ra samaraliroq ekanligini ko'rsatdi mezofillar.[11] Bioleaching an'anaviy metallni qazib olish usullariga mos keladi, chunki u tejamkorroq va atrof-muhit uchun kamroq xavf tug'diradi.[12]

Oltingugurtning oksidlanishi

Sulfolobus metallicus kabi oltingugurt birikmalarini yo'q qilish uchun potentsial foydalanish mumkin vodorod sulfidi (H2S), yaqin shahar bezovta qiladigan joylar hidlar.[3] Ko'pgina sohalarda H mavjud2Ko'plab ekologik muammolarni keltirib chiqaradigan va yomon hidni keltirib chiqaradigan gaz chiqindilari. S. metalllicus qila olishini ko'rsatdi oksidlanish bu birikmalar va potentsial ravishda ularning ko'pini yo'q qiladi emissiya.[13] Ushbu sanoat chiqindilarining ko'pi yuqori harorat va past konsentratsiyalarda sodir bo'ladi.[13] Sulfolobus metallicus oltingugurt oksidlanish vazifasi uchun boshqa mikroblardan ustunligi shundaki, u a termofil, shuning uchun uni boshqa oltingugurt oksidlovchilari bardosh berolmaydigan sanoat haroratida pasaytirilgan oltingugurtni davolash uchun ishlatish mumkin.[3]

Arxeoal fosfolipidlar

Sulfolobus metallicus ommaviy ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin arxeologik fosfolipidlar.[8] Bular lipidlar da istiqbolli dasturlar mavjud dorilarni etkazib berish sifatida harakat qilish orqali lipozomalar yoki ular sifatida ishlatilishi mumkin moylash materiallari ammo sintez qilish qimmatga tushishi mumkin.[8] Sulfolobus metallicus potentsial ushbu lipidlarni sintez qilishning arzon usulini ta'minlash uchun ishlatilishi mumkin.[8] Agar Sulfolobus metallicus sifatida ishlatiladi bioleacher sanoat miqyosida u hajmi kuniga tonnaga o'sadi.[8] Tadqiqotchilar mumkin santrifüj eritmani ajratib oling lipid metallni qazib olishga aralashmasdan.[8]

Ruxni bog'laydigan domenlar

Sulfolobus metallicus ning ikkita izoformasini sintez qilishga qodir ferredoksin: FdA va FdB.[14] Ferredoksinning uchinchi darajali tuzilishi odatda bilan elektrostatik ta'sir o'tkazish orqali barqarorlashadi rux ionlari (Zn2+).[14] Yilda S. metallicus, FdA rux ionini bog'laydi, ammo FdB yo'q.[14] Shuning uchun, S. metallicus rux bilan bog'lanishning barqarorlikka qanday ta'sir qilishini o'rganish uchun yaxshi model bo'lib xizmat qiladi oqsillar ferredoksin kabi.[14]

O'sish va bag'rikenglik

Sulfolobus metallicus pH 1,0 dan 4,5 gacha bo'lgan kislotali muhitda 50 ° C dan 75 ° C gacha o'sishi mumkin (bu gipertermofil arxa degani).[1] U 0-3% NaCl da o'sishi mumkin.[1]

Polifosfat

Sulfolobus metallicus 200 mm ga qadar bardosh bera oladi mis sulfat.[9] U sifatida ishlatilgan model organizm yordamida metallni tashish mexanizmini o'rganish polifosfat chunki bu arxey polifosfat to'plash qobiliyatiga ko'ra boshqalarga qaraganda yuqori Sulfolobus arxey.[9] Bu yuqori darajadagi to'planish polifosfatlar hissa qo'shish mexanizm bularga bag'rikenglik mis ionlari.[9] Tadqiqotchilar ushbu arxeylarni metall kontsentratsiyasining yuqori darajasiga qo'shdilar va polifosfat miqdori pasayganda ekzopolifosfataza faolligi oshganini aniqladilar.[9] Bu shuni ko'rsatadiki Sulfolobus arxeylar polifosfat mexanizmi orqali metallarga toqat qila oladi.[9]

Izohlar va ma'lumotnomalar

  1. ^ a b v d e f g h men j k l m n o Xuber, Gertrud; Stetter, Karl O. (1991). "Sulfolobus metallicus, sp. Nov., Roman qat'iy xemolitoautotrofik termofil arxeologik turlari metal-mobilizatorlar" (PDF). Sistematik va amaliy mikrobiologiya. 14 (4): 372–378. doi:10.1016 / S0723-2020 (11) 80312-7. ISSN  0723-2020.
  2. ^ a b v d e f g Suzuki, Toshixaru; va boshq. (2002). "Sulfolobus tokodaii sp. nov (f.) Sulfolobus sp. shtamm 7), turning yangi a'zosi Sulfolobus Yaponiyaning Beppu Hot Springs shahridan ajratilgan ". Ekstremofillar. 6 (1): 39–44. doi:10.1007 / s007920100221. PMID  11878560.
  3. ^ a b v Morales M; Arancibia J; Lemus M; Silva J; va boshq. (2011). "H2S ning Sulfolobus metallicus tomonidan bio-oksidlanishi". Biotexnol Lett. 33 (11): 2141–5. doi:10.1007 / s10529-011-0689-2. PMID  21744275.
  4. ^ a b Bandeyra, Tiago M. va boshq. "Termofil arxeonning nafas olish zanjiri Sulfolobus metallicus: II-NADH dehidrogenaza bo'yicha tadqiqotlar. " BBA - Bioenergetika 1557.1-3 (2003): 13.
  5. ^ Auernik, Ketrin S.; Maezato, Yukari; Blum, Pol X.; Kelly, Robert M. (2008). "Juda ko'p termoatsidofil arxeon Metallosphaera sedulasini jalb qiluvchi metallning genom ketma-ketligi bioleaching bilan bog'liq metabolizm haqida tushuncha beradi". Amaliy va atrof-muhit mikrobiologiyasi. 74 (3): 682–692. doi:10.1128 / aem.02019-07. PMC  2227735. PMID  18083856.
  6. ^ a b v d Berton, N .; Uilyams, T .; Norris, P. (1999). "Ning karboksilaza genlari Sulfolobus metallicus". Arch Microbiol. 172 (6): 349–353. doi:10.1007 / s002030050771.
  7. ^ a b v d Vanna, S .; Norris, P. R. (2007). "Sulfolobus metallicus tarkibidagi temir va oltingugurt bilan bog'liq genlar". Amaliy va atrof-muhit mikrobiologiyasi. 73 (8): 2491–2497. doi:10.1128 / AEM.02589-06. ISSN  0099-2240. PMC  1855616. PMID  17322327.
  8. ^ a b v d e f g Bode, Moira L.; va boshq. (2008). "Tetraeter lipid kalditogliserokaldarchaeol (GDNT) ning ekstraktsiyasi, ajratilishi va NMR ma'lumotlari Sulfolobus Metallicus Bioleaching reaktoridan yig'ilgan ". Lipidlar kimyosi va fizikasi. 154 (2): 94–104. doi:10.1016 / j.chemphyslip.2008.02.005. PMID  18339312.
  9. ^ a b v d e f Remonsellez, Fransisko; Orel, Alvaro; Xerez, Karlos A. (2006). "Termoatsidofil arxeonning misga chidamliligi Sulfolobus metallicus: polifosfat metabolizmining mumkin bo'lgan roli ". Mikrobiologiya. 152 (Pt 1): 59-66. doi:10.1099 / mic.0.28241-0. PMID  16385115.
  10. ^ a b v Rodriges, Y .; Ballester, A .; Blazkes M.; Gonsales, F .; Muñoz, J. (2003). "Past va yuqori haroratda xalkopirit bioleaching mexanizmi to'g'risida yangi ma'lumotlar". Gidrometallurgiya. 71 (1–2): 47–56. doi:10.1016 / s0304-386x (03) 00173-7.
  11. ^ Li, Alin; Xuang, Songtao (2011). "Xalkopirit eritmasining elektrokimyoviy mexanizmini 70 ° C da Sulfolobus Metallicus yo'qligida yoki mavjudligida taqqoslash". Mineral injiniring. 24 (13): 1520–1522. doi:10.1016 / j.mineng.2011.08.009.
  12. ^ Xia, J.L .; Yang, Y .; U, H.; Liang, KL .; Chjao, X.J .; Zheng, L .; Ma, CY .; Chjao, Y.D .; Nie, Z.Y .; Qiu, G.Z. (2010). "O'rtacha termofil sulfobacillus termosulfidooksidanlar bilan xalkopiritni yuvishda oltingugurt spetsifikatsiyasini o'rganish". Int. J. Miner. Jarayon. 94 (1–2): 52–57. doi:10.1016 / j.minpro.2009.11.005.
  13. ^ a b Morales, M .; va boshq. "H2S ning bio-oksidlanishi Sulfolobus metallicus". Biotexnol Lett. 2011: 2141–2145.
  14. ^ a b v d Rocha, Rita; va boshq. (2006). "Tabiiy domen dizayni: ruxsiz ferredoksin izoformining yaxshilangan termal barqarorligi gidrofob yadro konstruktiv metall uchastkasini samarali ravishda almashtirib turishini ko'rsatadi". Biokimyo. 45 (34): 10376–10384. doi:10.1021 / bi0610698. PMID  16922514.

Qo'shimcha o'qish

  • Astudillo, C .; Acevedo, F. (2008). "Sulfolobus metallicusni flotatsion oltin kontsentratining biooksidlanishida yuqori pulpa zichligiga moslashtirish". Gidrometallurgiya. 92 (1–2): 11–15. doi:10.1016 / j.hidromet.2008.02.003. ISSN  0304-386X.

Tashqi havolalar