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 vokser i tætte måtter over varme kilder såvel som i andre varme mudder og vandmasser, der indeholder tilstrækkeligt hydrogensulfid (brugt af C. tepidum som elecron donor). C. tepidum er en værdifuld model for de grønne svovlbakterier, fordi den er let dyrket og naturligt transformerbar.
Genomstruktur
genomet af C. tepidums enkelt cirkulære kromosom er 2.154.946 bp og var den første sekventeret i phylum Chlorobia. Mange gener viste sig at være stærkt konserverede blandt fotosyntetiske arter og syntes ikke at have nogen klar funktion inden for C. tepidum; Imidlertid menes disse gener at spille specifikke roller i fotosyntese eller fotobiologi. Fylogenomisk analyse og sammenligning viste, at C. tepidum indeholder duplikationer af gener involveret i biosyntetiske veje til fotosyntese og metabolisme af sulfer og nitrogen. Disse metoder viste også genetiske ligheder mellem C. tepidum metaboliske processer og mange Archaeal arter (Eisen et al. 2002) . Der er tre andre arter, der i øjeblikket sekventeres og er i samleprocessen. De er Chlorobium phaeobacteroides DSM 266, Chlorobium phaeobacteroides BS1, Chlorobium limicola DSM 245.
cellestruktur og metabolisme
Chlorbium er gramnegative celler. Chlorobium sp. kan fra lange kæder af næsten sfæriske celler. Nogle stammer kan danne spoler af C-formede celler. Chlorobium tepidum lever af anoksygenisk fotosyntese og producerer elementært svovl som affaldsprodukt. C. tepidum deponerer den elementære sulfer uden for dens celler i modsætning til Chromatium og Thiothriks, to andre sulferproducerende bakterier. Derudover kan de fotooksidisere hydrogen såvel som andre svovlforbindelser som sulfid, polysulfid og thiosulfat. De er også obligatoriske autotrofe.
den største lyshøstende antenneorganelle, der bruger elektromagnetisk energi til at drive disse processer, i C. tepidum er chlorosomet, der består af stærkt aggregerede bakteriochlorophyll c og carotenoider omgivet af en lipidproteinhylster. Denne ovoide struktur er forskellig fra de fleste andre fototrofe organismer. (De ligner imidlertid en struktur indeholdt i den fylogenetisk fjerne familie Chlorofleksaceae.) Chlorosomerne er 70 til 180 nm lange og 30 til 60 nm brede. Som det kan ses på billedet øverst på denne side, er de knyttet til reaktionscentrene i den cytoplasmatiske membran.
iltning af sulfid til svovl er tidligere blevet undersøgt i C. limicola som en mulig biokatalysator til fjernelse af sure gasser fremstillet ved hydroforarbejdning af fossile brændstoffer. Dannelsen af svovl fra sulfid, hvor sulfid virker som det reducerende substrat, fremgår som følger (Douglas, et al. 1985):
for at se en liste over nogle af de metaboliske veje, der forekommer inden for C. tepidum, besøg Systems Biology Institute eller besøg en liste over de gener, der styrer kendte metaboliske veje ved Cyanobase.
økologi
C. tepidum er en grøn svovlbakterie, der generelt vokser i en tæt måtte over varme kilder. De findes også i anoksiske og sulfidrige farvande, mudder og sedimenter. De vokser bedst ved tempuruteter mellem 40 og 50 grader Celsius og ved en pH mellem 6,0 og 4,5.
den fototrofiske bakteriesammensætning af en bakteriemåtte eller i en hvilken som helst vandmasse er normalt afhængig af hvilken kvalitet og bølgelængde af lys, som vandet modtager. Faktorer, der påvirker dette, er alger, der filtrerer lyset og terrænet omkring den varme kilde, mudder eller vandmasse. Bakterier af forskellige pigmenter fanger forskellige bølgelængder af lys; derfor kan Chlorobium og andre grønne svovlbakterier som Chromotium såvel som andre fototrofe bakterier findes fordelt i deres miljø på en måde, der giver dem mulighed for at overleve og effektivt konkurrere med hinanden. Ud over lysets kvalitet kræver C. tepidum og andre grønne svovlbakterier tilstrækkelige mængder hydrogensulfid eller andre sådanne elektrondonorer til deres unikke fotosyntetiske veje (Montesinos et al.1983).
på grund af C. tepidums evne til at vokse i svagt lys og ilt (i de tidlige dage af jorden, da der var høje niveauer af UV-lys) forskere mener, at det er her, hvor photosythesis kan have sin oprindelse.
Cork, Douglas, Jeremy Mathers, Andrea Maka og Anna Srnak. 1985. “Kontrol af oksidativ sulfermetabolisme af Chlorobium limicola forma thiosulfatophilum.”Anvendt og miljømæssig Mikrobiologi, Vol. 49, nr. 2. American Society for Microbiology. 269-272.
CyanoBase: om Chlorbium tepidum
Eisen, Jonathan A., et al. 2002. “Den komplette genomsekvens af Chlorobium tepidum TLS, en fotosyntetisk, anaerob, grøn-svovlbakterie.”Proc Natl Acad sci USA, Vol. 99, nr. 14. 9509-9514.
Montesinos, Emilio, Ricardo Guerrero, Carlos Abella og Isabel Esteve. 1983. “Økologi og fysiologi af konkurrencen om lys mellem Chlorobium limicola og Chlorobium phaeobacteroides i naturlige levesteder.”Anvendt og miljømæssig Mikrobiologi, Vol. 46, nr.5. American Society for Microbiology. 1007-1016.
PennState: forskning på Chlorobium tepidum i Bryant laboratoriet