Acetobacter

En sida om mikrobiell biorealm om släktet Acetobacter

Elektronmikroskopisk bild av Acetobacter diazotrophicus-celler som hålls samman av ett material av slemhinnetyp som hittas inne i sockerrörsvävnaden som koloniserades av denna bakterie. Från University of Arizona

Klassificering

Taxa av högre ordning:

Bakterier; Proteobakterier; Alphaproteobakterier; Rhodospirillales; Acetobacteraceae

Species:

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

Beskrivning och betydelse

Acetobacter-bakterier, t.ex. Acetobacter diazotrophicus som kan isoleras från kaffeplantor eller sockerrör, är syraproducerande, kvävefixerande bakterier. Faktum är att förhållandet mellan A. diazotrophicus och sockerrör, som först observerades i Brasilien, var den första rapporten om ett gynnsamt symbiotiskt förhållande mellan gräs och bakterier genom kvävefixering. Kvävefixerande bakterier är viktiga i det moderna jordbruket – att utnyttja dessa bakterier skulle minska det nuvarande beroendet av kvävegödselmedel, vilket skulle ge positiva resultat för ekosystemet och människors och andra djurs hälsa. Andra stammar kan hittas i prover från japansk risvinäger (komesu) eller opolerad risvinäger (kurosu).

Genomstruktur

Acetobacter bakteriegenom har för närvarande ännu inte sekvenserats.

Cellstruktur och metabolism

Acetobacter är en obligatorisk aerob, kvävefixerande bakterie som är känd för att producera syra som ett resultat av metaboliska processer. Medan alla kvävefixerande bakterier innehåller nitrogenas för att kunna utnyttja atmosfärisk kvävgas som källa för metabolisk biosyntes, skyddar olika kvävefixerande mikroorganismer de syrekänsliga mikroorganismerna från syreexponering på olika sätt. A. diazotrophicus har kallats intressant eftersom den utför kvävefixering under aeroba förhållanden. Den behöver syre för att producera de stora mängder ATP som krävs för kvävefixering, men man vet inte mycket om den mekanism eller det system som skyddar nitrogenaset under aeroba förhållanden. A. diazotrophicus är en växtendofyt och har sagts kunna utsöndra ungefär hälften av sitt fixerade kväve i en form som växterna kan använda.

Ekologi

Elektronmikroskopisk bild av en sockerrörsstjälk
med kolonisation av Acetobacter diazotrophicus.
Från University of Arizona

Acetobacter-bakterier kan hittas i symbiotiska förhållanden med många olika växter, såsom sockerrör och kaffeplantor, samt i jäsande ättika. Endofyter är prokaryoter som associerar sig med växter genom att kolonisera deras inre vävnader. Många av dessa bakterier har observerats främja växternas tillväxt, men mekanismerna bakom detta förhållande är ännu inte helt klarlagda. Nedan finns en tabell över platser där A. diazotrophicus kan hittas.

Vinäger

I Japan är den polerade risvinägern komesu och den opolerade risvinägern kurosu traditionella kryddor som framställs genom sockerväxtning av ris, alkoholjäsning och oxidering av etanol till ättiksyra. Den traditionella och vanligaste metoden för att framställa dessa ättikavinäger kallas statisk ytättiksyrajäsning: en alkoholhaltig vätska med ättika, kallad moromi, jäses i täckta behållare för att förhindra bakteriell kontaminering; efter några dagar täcker en krämig pellikel av ättiksyrebakterier, som i allmänhet tillhör släktet Acetobacter, moromi-ytan och jäsningen tillåts fortsätta i ungefär en månad. Vätesyraacetat är en typisk produkt av mikrobiell metabolism och är känd för sina cytotoxiska effekter som t.ex. tillväxthämning. Detta hänger samman med den ”svagt lipofila karaktären hos den odissocierade syran som gör det möjligt för molekylen att korsa cytoplasmimembranet” (Steiner och Sauer 2001). Denna förflyttning av molekyler antas kasta bort jongradienter, öka den interna acetatkoncentrationen och/eller störa membranets naturliga processer. Mycket få mikroorganismer är kända för att vara relativt motståndskraftiga mot höga koncentrationer av acetat; bakterier i släktena Acetobacter och Gluconobacter, som båda används vid statisk ättiksjäsning, är två av de mest kända ättiksyrebakterierna (Steiner och Sauer 2001).

Allmänt:

• The University of Arizona: Vikten av biologisk kvävefixering

Cellstruktur och metabolism:

• Flores-Encarnacion, M., M. Contreras-Zentella, L. Soto-Urzua, G. R. Aguilar, B. E. Baca och J. E. Escamilla. 1999. ”Andningssystemet och den diazotrofa aktiviteten hos Acetobacter diazotrophicus PAL5”. Journal of Bacteriology, vol. 181, nr 22. American Society for Microbiology. (6987-6995)

Ekologi:

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

Vinegar

• Nanda, Kumiko, Mariko Taniguchi, Satoshi Ujike, Nobuhiro Ishihara, Hirotaka Mori, Hisayo Ono och Yoshikatsu Murooka. 2001. ”Karakterisering av ättiksyrebakterier i traditionell ättiksyrajäsning av risvinäger (komesu) och opolerad risvinäger (kurosu) som produceras i Japan”. Applied and Environmental Microbiology, vol. 67, no. 2. American Society for Microbiology. (986-990)
• Steiner, Peter och Uwe Sauer. 2001. ”Proteiner som induceras under anpassning av Acetobacter aceti till höga acetatkoncentrationer”. Applied and Environmental Microbiology, vol. 67, no. 12. American Society for Microbiology. (5474-5481)