A Microbial Biorealm page on the genus Chlorobium
Classification
Higher order taxa:
Bacteria; Bacteroidetes/Chlorobi group; Bacteroidetes; Chlorobi; Chlorobia; Chlorobiales; Chlorobiaceae
Species:
Chlorobium ferrooxidans, Chlorobium limicola, Chlorobium phaeobacteroides, Chlorobium phaeovibraoides, Chlorobium sp.
NCBI: Taxonomy Genome
Description and Significance
Chlorobium tepidum is a thermophilic green sulfer bacteria originally isolated from a New Zealand hot spring. This type of bacterium has special light-harvesting complexes called chlorosomes that contain bacteriochlorophylls and carotenoids. Chlorobium roste v hustých rohožích nad horkými prameny, stejně jako v jiných teplých bahnech a vodních útvarech, které obsahují dostatek sirovodíku (používá C. tepidum jako dárce elektronu). C. tepidum je cenným modelem pro bakterie zelené síry, protože se snadno pěstuje a přirozeně transformuje.
struktura genomu
genom jediného kruhového chromozomu C. tepidum je 2 154 946 bp a byl prvním sekvenovaným v kmeni Chlorobia. Bylo zjištěno, že mnoho genů je mezi fotosyntetickými druhy vysoce konzervováno a zdálo se, že v C. tepidum nemá jasnou funkci; předpokládá se však, že tyto geny hrají specifické role ve fotosyntéze nebo fotobiologii. Fylogenomická analýza a srovnání ukázaly, že C. tepidum obsahuje duplikace genů zapojených do biosyntetických drah pro fotosyntézu a metabolismus sulferu a dusíku. Tyto metody také vykazovaly genetické podobnosti mezi metabolickými procesy C. tepidum a mnoha Archaeálními druhy (Eisen et al. 2002) . Existují tři další druhy, které jsou v současné době sekvenovány a jsou v procesu montáže. Jsou to Chlorobium phaeobacteroides DSM 266, Chlorobium phaeobacteroides BS1, Chlorobium limicola DSM 245.
buněčná struktura a metabolismus
Chlorobium jsou gramnegativní buňky. Chlorobium sp. může z dlouhých řetězců téměř sférických buněk. Některé kmeny mohou tvořit cívky buněk ve tvaru C. Chlorobium tepidum žije anoxygenní fotosyntézou a produkuje elementární síru jako odpadní produkt. C. tepidum ukládá elementární sulfer mimo své buňky na rozdíl od Chromatia a Thiothrixu, dvou dalších bakterií produkujících sulfer. Kromě toho mohou fotooxidovat vodík i další sloučeniny síry, jako je sulfid, polysulfid a thiosíran. Jsou také povinné autotrofní.
hlavní anténní organela, která využívá elektromagnetickou energii k napájení těchto procesů, v C. tepidum je chlorosom, který se skládá z vysoce agregovaných bakteriochlorofylu c a karotenoidů obklopených obálkou lipid-protein. Tato vejčitá struktura se liší od většiny ostatních fototrofních organismů. (Jsou však podobné struktuře obsažené v fylogeneticky vzdálené rodině Chloroflexaceae.) Chlorosomy jsou 70 až 180 nm dlouhé a 30 až 60 nm široké. Jak je vidět na obrázku v horní části této stránky, jsou připojeny k reakčním centrům v cytoplazmatické membráně.
oxidace sulfidu na síru byla v minulosti studována v C. limicola jako možný biokatalyzátor pro odstranění kyselých plynů vznikajících hydroprocesací fosilních paliv. Tvorba síry ze sulfidu, ve které sulfid působí jako redukční substrát, se objevuje následovně (Douglas, et al . 1985):
Chcete-li zobrazit seznam některých metabolických drah, které se vyskytují v C.tepidum, navštivte Institut systémové biologie nebo navštivte seznam genů, které řídí známé metabolické dráhy v Cyanobáze.
ekologie
C. tepidum je zelená sirná bakterie, která obecně roste v husté rohoži nad horkými prameny. Nacházejí se také ve vodách bohatých na anoxické a sulfidy, bahně a sedimentech. Nejlépe rostou při teplotách mezi 40 a 50 stupni Celsia a při pH mezi 6,0 a 4,5.
fototrofní bakteriální složení bakteriální rohože nebo v jakémkoli vodním útvaru obvykle závisí na kvalitě a vlnové délce světla, které voda přijímá. Faktory, které to ovlivňují, jsou řasy, které filtrují světlo a terén obklopující horký pramen, bláto nebo vodní útvar. Bakterie různých pigmentů zachycují různé vlnové délky světla; proto, Chlorobium a další zelené bakterie síry, jako je Chromotium, stejně jako jiné fototrofní bakterie, lze nalézt distribuované v celém jejich prostředí způsobem, který jim umožňuje přežít a efektivně si navzájem konkurovat. Kromě kvality světla vyžadují C. tepidum a další zelené bakterie síry dostatečné množství sirovodíku nebo jiných takových elektronových dárců pro své jedinečné fotosyntetické dráhy (Montesinos et al .1983).
kvůli C. tepidumova schopnost růst za slabého světla a kyslíku (během prvních dnů Země, kdy byla vysoká hladina světla u. v) vědci věří, že právě zde může mít fotosytéza svůj původ.
Cork, Douglas, Jeremy Mathers, Andrea Maka a Anna Srnak. 1985. „Kontrola metabolismu oxidačního sulferu Chlorobium limicola forma thiosulfatophilum.“Applied and Environmental Microbiology, Vol. 49, č. 2. Americká společnost pro mikrobiologii. 269-272.
CyanoBase: About Chlorobium tepidum
Eisen, Jonathan A., et al. 2002. „Kompletní genomová sekvence Chlorobium tepidum TLS, fotosyntetické, anaerobní bakterie zelené síry.“Proc Natl Acad Sci USA, Vol. 99, č. 14. 9509-9514.
Montesinos, Emilio, Ricardo Guerrero, Carlos Abella a Isabel Esteve. 1983. „Ekologie a fyziologie soutěže o světlo mezi Chlorobium limicola a chlorobium phaeobacteroides v přírodních stanovištích.“Applied and Environmental Microbiology, Vol. 46, č. 5. Americká společnost pro mikrobiologii. 1007-1016.
PennState: výzkum Chlorobium tepidum v Bryantově laboratoři