Acetobacter

Stránka mikrobiálního bioreálu o rodu Acetobacter

Elektronová mikrofotografie buněk Acetobacter diazotrophicus držených pohromadě materiálem typu slizu nalezeného uvnitř tkáně cukrové třtiny, která byla kolonizována touto bakterií. Z The University of Arizona

Klasifikace

Taxony vyšších řádů:

Bakterie; Proteobacteria; Alphaproteobacteria; Rhodospirillales; Acetobacteraceae

Druhy:

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: Taxonomie genomu

Popis a význam

Bakterie rodu Acetobacter, jako je Acetobacter diazotrophicus, které lze izolovat z kávovníků nebo cukrové třtiny, jsou kyselinotvorné bakterie vázající dusík. Vztah mezi A. diazotrophicus a cukrovou třtinou, poprvé pozorovaný v Brazílii, byl vlastně první zprávou o prospěšném symbiotickém vztahu mezi travinami a bakteriemi prostřednictvím fixace dusíku. Bakterie vázající dusík jsou důležité v moderním zemědělství – využití těchto bakterií by snížilo současnou závislost na dusíkatých hnojivech, což by mělo pozitivní výsledky pro ekosystém a zdraví lidí a dalších zvířat. Další kmeny lze nalézt ve vzorcích japonského rýžového octa (komesu) nebo neleštěného rýžového octa (kurosu).

Struktura genomu

Genom bakterií rodu Acetobacter v současné době ještě nebyl sekvenován.

Struktura buňky a metabolismus

Acetobacter je obligátně aerobní, dusík vázající bakterie, která je známá tím, že v důsledku metabolických procesů produkuje kyselinu. Zatímco všechny dusík fixující bakterie obsahují nitrogenázu, aby mohly využívat atmosférický plynný dusík jako zdroj pro metabolickou biosyntézu, různé dusík fixující mikroorganismy chrání mikroorganismy citlivé na kyslík před jeho působením různými způsoby. A. diazotrophicus byl označen za zajímavý, protože provádí fixaci dusíku za aerobních podmínek. Kyslík potřebuje k produkci velkého množství ATP potřebného k fixaci dusíku; o mechanismu nebo systému, který chrání nitrogenázu za aerobních podmínek, je však známo jen málo. A. diazotrophicus je rostlinný endofyt a uvádí se, že je schopen vylučovat přibližně polovinu fixovaného dusíku ve formě, kterou mohou rostliny využít.

Ekologie

Elektronový mikrofotograf stonku cukrové třtiny
s kolonizací Acetobacter diazotrophicus.
Z Arizonské univerzity

Bakterie rodu Acetobacter se vyskytují v symbióze s mnoha různými rostlinami, například s cukrovou třtinou a kávovníky, a také v kvasícím octu. Endofyty jsou prokaryota, která se spojují s rostlinami tím, že kolonizují jejich vnitřní tkáně. U mnoha těchto bakterií bylo pozorováno, že podporují růst rostlin, ale mechanismy, které za tímto vztahem stojí, nejsou dosud zcela objasněny. Níže je uvedena tabulka míst, kde se A. diazotrophicus vyskytuje.

Ocen

V Japonsku je leštěný rýžový ocet komesu a neleštěný rýžový ocet kurosu tradiční koření, které se vyrábí sacharizací rýže, alkoholovým kvašením a oxidací etanolu na kyselinu octovou. Tradiční a nejběžnější metoda výroby těchto octů se nazývá statické povrchové kvašení kyseliny octové: alkoholická tekutina s octem, nazývaná moromi, kvasí v zakrytých nádobách, aby se zabránilo bakteriální kontaminaci; po několika dnech se povrch moromi pokryje krepovou pelikulou bakterií kyseliny octové, které obvykle patří do rodu Acetobacter, a kvašení pokračuje přibližně měsíc. Slabý octan kyseliny je typickým produktem mikrobiálního metabolismu a je známý svými cytotoxickými účinky, jako je zpomalení růstu. To souvisí se „slabě lipofilní povahou nedisociované kyseliny, která umožňuje molekule proniknout přes cytoplazmatickou membránu“ (Steiner a Sauer 2001). Předpokládá se, že tento pohyb molekul vrhá iontové gradienty, zvyšuje vnitřní koncentraci acetátu a/nebo narušuje přirozené procesy v membráně. Je známo jen velmi málo mikroorganismů, které jsou relativně odolné vůči vysokým koncentracím octanu; bakterie rodu Acetobacter a Gluconobacter, které se používají při statickém kvašení octa, jsou dvě nejznámější bakterie kyseliny octové (Steiner a Sauer 2001).

Obecně:

• Arizonská univerzita: Význam biologické fixace dusíku

Struktura a metabolismus buněk:

• Flores-Encarnacion, M., M. Contreras-Zentella, L. Soto-Urzua, G. R. Aguilar, B. E. Baca a J. E. Escamilla. 1999. „Dýchací systém a diazotrofní aktivita Acetobacter diazotrophicus PAL5“. Journal of Bacteriology, vol. 181, no. 22. Americká společnost pro mikrobiologii. (6987-6995)

Ecology:

• Muthukumarasamy, R., G. Revathi, S. Seshadri a C. Lakshminarasimhan. 2002. „GluconAcetobacter diazotrophicus (syn. Acetobacter diazotrophicus), slibný diazotrofní endofyt v tropech“. Current Science, roč. 83, č. 2. (137-145)

Vinegar

• Nanda, Kumiko, Mariko Taniguchi, Satoshi Ujike, Nobuhiro Ishihara, Hirotaka Mori, Hisayo Ono a Yoshikatsu Murooka. 2001. „Charakterizace bakterií kyseliny octové při tradičním kvašení rýžového octa (komesu) a neleštěného rýžového octa (kurosu) vyráběného v Japonsku“. Applied and Environmental Microbiology, roč. 67, č. 2. Americká společnost pro mikrobiologii. (986-990)
• Steiner, Peter a Uwe Sauer. 2001. „Proteiny indukované během adaptace Acetobacter aceti na vysoké koncentrace acetátu“. Applied and Environmental Microbiology, roč. 67, č. 12. Americká společnost pro mikrobiologii. (5474-5481)