Acetobacter

Strona Microbial Biorealm na temat rodzaju Acetobacter

Mikrograf elektronowy komórek Acetobacter diazotrophicus utrzymywanych razem przez śluzowaty materiał znaleziony wewnątrz tkanki trzciny cukrowej, która została skolonizowana przez tę bakterię. Z The University of Arizona

Klasyfikacja

Taksa wyższego rzędu:

Bacteria; Proteobacteria; Alphaproteobacteria; Rhodospirillales; Acetobacteraceae

Gatunki:

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

Description and Significance

Bakterie z rodzaju Acetobacter, takie jak Acetobacter diazotrophicus, które można wyizolować z roślin kawy lub trzciny cukrowej, są bakteriami produkującymi kwasy, wiążącymi azot. W rzeczywistości, związek A. diazotrophicus-sugarcana, po raz pierwszy zaobserwowany w Brazylii, był pierwszym doniesieniem o korzystnym związku symbiotycznym pomiędzy trawami i bakteriami poprzez wiązanie azotu. Bakterie wiążące azot są ważne w nowoczesnym rolnictwie – wykorzystanie tych bakterii zmniejszyłoby obecne uzależnienie od nawozów azotowych, co miałoby pozytywne skutki dla ekosystemu oraz zdrowia ludzi i innych zwierząt. Inne szczepy można znaleźć w próbkach japońskiego octu ryżowego (komesu) lub niepolerowanego octu ryżowego (kurosu).

Struktura genomu

Genomy bakterii Acetobacter obecnie nie zostały jeszcze zsekwencjonowane.

Struktura komórki i metabolizm

Acetobacter jest obligatoryjną tlenową bakterią wiążącą azot, która jest znana z produkcji kwasu w wyniku procesów metabolicznych. Podczas gdy wszystkie bakterie wiążące azot zawierają nitrogenazę w celu wykorzystania atmosferycznego gazu azotowego jako źródła biosyntezy metabolicznej, różne mikroorganizmy wiążące azot chronią wrażliwe na tlen mikroorgany przed ekspozycją na tlen w różny sposób. A. diazotrophicus został nazwany interesującym, ponieważ przeprowadza wiązanie azotu w warunkach tlenowych. Potrzebuje on tlenu do produkcji dużej ilości ATP, niezbędnego do wiązania azotu, jednak niewiele wiadomo o mechanizmie lub systemie, który chroni nitrogenazę w warunkach tlenowych. A. diazotrophicus jest endofitem roślinnym i mówi się, że jest zdolny do wydalania około połowy swojego wiązanego azotu w formie, którą rośliny mogą wykorzystać.

Ekologia

Mikrograf elektronowy łodygi trzciny cukrowej
z kolonizacją Acetobacter diazotrophicus.
Z Uniwersytetu w Arizonie

Bakterie Acetobacter można znaleźć w symbiotycznych związkach z wieloma różnymi roślinami, takimi jak trzcina cukrowa i rośliny kawowe, jak również w fermentującym occie. Endofity są prokariotami, które łączą się z roślinami poprzez kolonizację ich wewnętrznych tkanek. Zaobserwowano, że wiele z tych bakterii wspomaga wzrost roślin, ale mechanizmy stojące za tym związkiem nie są jeszcze w pełni poznane. Poniżej znajduje się tabela miejsc, w których można znaleźć A. diazotrophicus.

Ocet ryżowy

W Japonii, polerowany ocet ryżowy komesu i niepolerowany ocet ryżowy kurosu są tradycyjnymi przyprawami, które są wytwarzane poprzez sacharyfikację ryżu, fermentację alkoholową i utlenianie etanolu do kwasu octowego. Tradycyjna i najbardziej powszechna metoda produkcji tych octów nazywa się statyczną powierzchniową fermentacją octową: płyn alkoholowy z octem, zwany moromi, jest poddawany fermentacji w przykrytych pojemnikach, aby zapobiec zanieczyszczeniu bakteryjnemu; po kilku dniach powierzchnia moromi zostaje pokryta krepową otoczką bakterii kwasu octowego, które zazwyczaj należą do rodzaju Acetobacter, a fermentacja może być kontynuowana przez około miesiąc. Słaby kwas octowy jest typowym produktem metabolizmu mikrobiologicznego i jest znany ze swoich cytotoksycznych efektów, takich jak opóźnienie wzrostu. Jest to związane z „słabą lipofilną naturą niezdysocjowanego kwasu, która umożliwia cząsteczce przekraczanie błony cytoplazmatycznej” (Steiner i Sauer 2001). Uważa się, że takie przemieszczanie się cząsteczek może zakłócać gradienty jonowe, zwiększać wewnętrzne stężenie octanu i/lub zaburzać naturalne procesy zachodzące w błonie. Bardzo niewiele mikroorganizmów jest znanych jako względnie odporne na wysokie stężenia octanu; bakterie z rodzajów Acetobacter i Gluconobacter, z których oba są używane w statycznej fermentacji octu, są dwoma z najbardziej znanych bakterii kwasu octowego (Steiner i Sauer 2001).

Ogólne:

• The University of Arizona: Importance of Biological Nitrogen Fixation

Cell Structure and Metabolism:

• Flores-Encarnacion, M., M. Contreras-Zentella, L. Soto-Urzua, G. R. Aguilar, B. E. Baca, and J. E. Escamilla. 1999. „The respiratory system and diazotrophic activity of Acetobacter diazotrophicus PAL5.” Journal of Bacteriology, vol. 181, no. 22. American Society for Microbiology. (6987-6995)

Ecology:

• Muthukumarasamy, R., G. Revathi, S. Seshadri, and C. Lakshminarasimhan. 2002. „GluconAcetobacter diazotrophicus (syn. Acetobacter diazotrophicus), obiecujący endofit diazotroficzny w tropikach.” Current Science, vol. 83, no. 2. (137-145)

Vinegar

• Nanda, Kumiko, Mariko Taniguchi, Satoshi Ujike, Nobuhiro Ishihara, Hirotaka Mori, Hisayo Ono, and Yoshikatsu Murooka. 2001. „Characterization of acetic acid bacteria in traditional acetic acid fermentation of rice vinegar (komesu) and unpolished rice vinegar (kurosu) produced in Japan.” Mikrobiologia Stosowana i Środowiskowa, vol. 67, nr 2. American Society for Microbiology. (986-990)
• Steiner, Peter and Uwe Sauer. 2001. „Proteins induced during adaptation of Acetobacter aceti to high acetate concentrations.” Applied and Environmental Microbiology, vol. 67, no. 12. American Society for Microbiology. (5474-5481)