Acetobacter

En mikrobiel biorealmside om slægten Acetobacter

Elektronmikroskopisk billede af Acetobacter diazotrophicus-celler holdt sammen af et slimagtigt materiale fundet inde i det sukkerrørsvæv, som blev koloniseret af denne bakterie. Fra The University of Arizona

Klassifikation

Taxa af højere orden:

Bakterier; Proteobakterier; Alphaproteobakterier; Rhodospirillales; Acetobacteraceae

Slægter:

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

Beskrivelse og betydning

Acetobacter-bakterier, såsom Acetobacter diazotrophicus, der kan isoleres fra kaffeplanter eller sukkerrør, er syreproducerende, kvælstoffikserende bakterier. Faktisk var forholdet mellem A. diazotrophicus og sukkerrør, der først blev observeret i Brasilien, den første rapport om et gavnligt symbiotisk forhold mellem græsser og bakterier gennem kvælstoffiksering. Kvælstoffikserende bakterier er vigtige i det moderne landbrug – hvis disse bakterier udnyttes, vil det mindske den nuværende afhængighed af kvælstofgødning, hvilket vil have positive konsekvenser for økosystemet og menneskers og andre dyrs sundhed. Andre stammer kan findes i prøver fra japansk riseddike (komesu) eller upoleret riseddike (kurosu).

Genomstruktur

Acetobacter-bakteriegenomerne er i øjeblikket endnu ikke blevet sekventeret.

Cellestruktur og metabolisme

Acetobacter er en obligatorisk aerob, nitrogenfikserende bakterie, der er kendt for at producere syre som følge af metaboliske processer. Mens alle nitrogenfikserende bakterier indeholder nitrogenase for at kunne udnytte atmosfærisk kvælstofgas som kilde til metabolisk biosyntese, beskytter forskellige nitrogenfikserende mikroorganismer de iltfølsomme mikroorgansimer mod iltpåvirkning på forskellige måder. A. diazotrophicus er blevet kaldt interessant, fordi den udfører nitrogenfiksering under aerobe forhold. Den har brug for ilt til produktion af de store mængder ATP, der er nødvendige for nitrogenfiksering; der er imidlertid kun lidt viden om den mekanisme eller det system, der beskytter nitrogenasen under aerobe forhold. A. diazotrophicus er en planteendofyt og er blevet sagt, at den er i stand til at udskille omkring halvdelen af sit fikserede kvælstof i en form, som planterne kan bruge.

Økologi

Elektronmikroskopisk billede af en sukkerrørstængel
med Acetobacter diazotrophicus-kolonisering.
Fra University of Arizona

Acetobacter-bakterier kan findes i symbiotiske forhold med mange forskellige planter, såsom sukkerrør og kaffeplanter, samt i gærende eddike. Endofytter er prokaryoter, der associerer sig med planter ved at kolonisere deres indre væv. Mange af disse bakterier er blevet observeret til at fremme plantevæksten, men mekanismerne bag dette forhold er endnu ikke fuldt ud forstået. Nedenfor er en tabel over de steder, hvor A. diazotrophicus kan findes.

Edike

I Japan er den polerede riseddike komesu og den upolerede riseddike kurosu traditionelle krydderier, der fremstilles ved saccharificering af ris, alkoholfermentering og oxidering af ethanol til eddikesyre. Den traditionelle og mest almindelige metode til fremstilling af disse eddiker kaldes statisk overfladeeddikesyrefermentering: en alkoholisk væske med eddike, kaldet moromi, fermenteres i overdækkede beholdere for at forhindre bakteriel forurening; efter et par dage dækker en crepe pellicle af eddikesyrebakterier, som generelt tilhører Acetobacter-slægten, moromi-overfladen, og fermenteringen får lov til at fortsætte i ca. en måned. Svagsyreacetat er et typisk produkt af mikrobielt stofskifte og er kendt for sine cytotoksiske virkninger som f.eks. væksthæmning. Dette hænger sammen med den “svagt lipofile karakter af den udisocierede syre, der gør det muligt for molekylet at krydse cytoplasmemembranen” (Steiner og Sauer 2001). Denne bevægelse af molekyler menes at kaste iongradienter af sig, øge den interne acetatkoncentration og/eller forstyrre de naturlige processer i membranen. Meget få mikroorganismer er kendt for at være relativt resistente over for høje koncentrationer af acetat; bakterier i slægterne Acetobacter og Gluconobacter, som begge anvendes i statisk eddikefermentering, er to af de mest kendte eddikesyrebakterier (Steiner og Sauer 2001).

Allmentarisk:

• The University of Arizona: Betydningen af biologisk kvælstofbinding

Cellestruktur og metabolisme:

• Flores-Encarnacion, M., M. Contreras-Zentella, L. Soto-Urzua, G. R. Aguilar, B. E. Baca, og J. E. Escamilla. 1999. “Det respiratoriske system og diazotrofisk aktivitet hos Acetobacter diazotrophicus PAL5.” Journal of Bacteriology, vol. 181, no. 22. American Society for Microbiology. (6987-6995)

Ekologi:

• Muthukumarasamy, R., G. Revathi, G. Revathi, S. Seshadri, og C. Lakshminarasimhan. 2002. “GluconAcetobacter diazotrophicus (syn. Acetobacter diazotrophicus), en lovende diazotrofisk endofyt i troperne”. Current Science, vol. 83, no. 2. (137-145)

Vinegar

• Nanda, Kumiko, Mariko Taniguchi, Satoshi Ujike, Nobuhiro Ishihara, Hirotaka Mori, Hisayo Ono, og Yoshikatsu Murooka. 2001. “Karakterisering af eddikesyrebakterier i traditionel eddikesyrefermentering af riseddike (komesu) og upoleret riseddike (kurosu) produceret i Japan.” Applied and Environmental Microbiology, vol. 67, no. 2. American Society for Microbiology. (986-990)
• Steiner, Peter og Uwe Sauer. 2001. “Proteiner induceret under tilpasning af Acetobacter aceti til høje acetatkoncentrationer.” Applied and Environmental Microbiology, vol. 67, no. 12. American Society for Microbiology. (5474-5481)