Acetobacter

Una pagina del Bioreal Microbial sul genere Acetobacter

Micrografia elettronica di cellule di Acetobacter diazotrophicus tenute insieme da un materiale tipo mucillagine trovato nel tessuto della canna da zucchero colonizzato da questo batterio. Dall’Università dell’Arizona

Classificazione

Tassi di ordine superiore:

Batteri; Proteobatteri; Alfaproteobatteri; Rhodospirillales; Acetobacteraceae

Specie:

Acetobacter calcoaceticus; Acetobacter cerevisiae; Acetobacter cibinongensis; Acetobacter diazotrophicus; Acetobacter estunensis; Acetobacter indonesiensis; Acetobacter lovaniensis; Acetobacter malorum; Acetobacter orientalis; Acetobacter orleanensis; Acetobacter pasteurianus; Acetobacter peroxydans; Acetobacter polyoxogenes; Acetobacter pomorum; Acetobacter subgen. Acetobacter aceti; Acetobacter syzygii; Acetobacter tropicalis; Acetobacter sp.

NCBI: Taxonomy Genome

Descrizione e significato

I batteri Acetobacter, come l’Acetobacter diazotrophicus che può essere isolato dalle piante di caffè o dalla canna da zucchero, sono batteri produttori di acido e fissatori di azoto. Infatti, il rapporto A. diazotrophicus-canna da zucchero, osservato per la prima volta in Brasile, è stato il primo rapporto di una benefica relazione simbiotica tra erbe e batteri attraverso la fissazione dell’azoto. I batteri che fissano l’azoto sono importanti nell’agricoltura moderna – lo sfruttamento di questi batteri diminuirebbe l’attuale dipendenza dai fertilizzanti azotati, con risultati positivi per l’ecosistema e la salute dell’uomo e degli altri animali. Altri ceppi possono essere trovati in campioni di aceto di riso giapponese (komesu) o aceto di riso non lucidato (kurosu).

Struttura del genoma

I genomi dei batteri Acetobacter attualmente devono ancora essere sequenziati.

Struttura cellulare e metabolismo

Acetobacter è un batterio aerobico obbligatorio, fissatore di azoto, noto per la produzione di acido come risultato di processi metabolici. Mentre tutti i batteri azotofissatori contengono nitrogenasi per utilizzare il gas azoto atmosferico come fonte per la biosintesi metabolica, diversi microorganismi azotofissatori proteggono i microorganismi sensibili all’ossigeno dall’esposizione all’ossigeno in modi diversi. A. diazotrophicus è stato chiamato interessante perché effettua la fissazione dell’azoto in condizioni aerobiche. Ha bisogno di ossigeno per la produzione di grandi quantità di ATP necessarie per la fissazione dell’azoto; tuttavia, si sa poco sul meccanismo o sul sistema che protegge la nitrogenasi in condizioni aerobiche. A. diazotrophicus è un endofita delle piante ed è stato detto che è capace di espellere circa la metà del suo azoto fissato in una forma che le piante possono usare.

Ecologia

Micrografia elettronica di uno stelo di canna da zucchero
con colonizzazione di Acetobacter diazotrophicus.
Dall’Università dell’Arizona

I batteri Acetobacter possono essere trovati in relazioni simbiotiche con molte piante diverse, come la canna da zucchero e le piante di caffè, così come nell’aceto di fermentazione. Gli endofiti sono procarioti che si associano alle piante colonizzando i loro tessuti interni. Molti di questi batteri sono stati osservati per promuovere la crescita delle piante, ma i meccanismi dietro questa relazione non sono ancora completamente compresi. Di seguito è riportata una tabella di luoghi in cui A. diazotrophicus può essere trovato.

Aceto

In Giappone, l’aceto di riso lucidato komesu e l’aceto di riso non lucidato kurosu sono condimenti tradizionali che sono fatti attraverso la saccarificazione del riso, la fermentazione alcolica e l’ossidazione dell’etanolo ad acido acetico. Il metodo tradizionale e più comune per produrre questi aceti è chiamato fermentazione statica superficiale dell’acido acetico: un liquido alcolico con aceto, chiamato moromi, viene fatto fermentare in contenitori coperti per evitare la contaminazione batterica; dopo alcuni giorni, una pellicola crespa di batteri dell’acido acetico, che sono generalmente nei generi Acetobacter, copre la superficie del moromi e la fermentazione viene lasciata continuare per circa un mese. L’acetato acido debole è un prodotto tipico del metabolismo microbico ed è noto per i suoi effetti citotossici come il ritardo della crescita. Questo è legato alla “debole natura lipofila dell’acido non dissociato che permette alla molecola di attraversare la membrana citoplasmatica” (Steiner e Sauer 2001). Si pensa che questo movimento di molecole possa far saltare i gradienti ionici, aumentare la concentrazione interna di acetato, e/o interrompere i processi naturali della membrana. Pochi microrganismi sono noti per essere relativamente resistenti ad alte concentrazioni di acetato; i batteri dei generi Acetobacter e Gluconobacter, entrambi utilizzati nella fermentazione statica dell’aceto, sono due dei più noti batteri dell’acido acetico (Steiner e Sauer 2001).

Generale:

• L’Università dell’Arizona: Importanza della fissazione biologica dell’azoto

Struttura cellulare e metabolismo:

• Flores-Encarnacion, M., M. Contreras-Zentella, L. Soto-Urzua, G. R. Aguilar, B. E. Baca, e J. E. Escamilla. 1999. “Il sistema respiratorio e l’attività diazotrofica di Acetobacter diazotrophicus PAL5”. Journal of Bacteriology, vol. 181, no. 22. Società americana di microbiologia. (6987-6995)

Ecologia:

• Muthukumarasamy, R., G. Revathi, S. Seshadri, e C. Lakshminarasimhan. 2002. “GluconAcetobacter diazotrophicus (syn. Acetobacter diazotrophicus), un promettente endofita diazotrofo nei tropici”. Scienza corrente, vol. 83, n. 2. (137-145)

Vinegar

• Nanda, Kumiko, Mariko Taniguchi, Satoshi Ujike, Nobuhiro Ishihara, Hirotaka Mori, Hisayo Ono, e Yoshikatsu Murooka. 2001. “Caratterizzazione dei batteri dell’acido acetico nella fermentazione acetica tradizionale dell’aceto di riso (komesu) e dell’aceto di riso non lucidato (kurosu) prodotti in Giappone.” Microbiologia applicata e ambientale, vol. 67, no. 2. Società americana di microbiologia. (986-990)
• Steiner, Peter e Uwe Sauer. 2001. “Proteine indotte durante l’adattamento di Acetobacter aceti ad alte concentrazioni di acetato”. Microbiologia applicata e ambientale, vol. 67, no. 12. Società americana di microbiologia. (5474-5481)