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. Klorobium kasvaa tiheissä matoissa kuumien lähteiden yllä sekä muissa lämpimissä mudeissa ja vesistöissä, joissa on riittävästi rikkivetyä (C. tepidumin käyttämä elekronin luovuttaja). C. tepidum on arvokas malli vihreälle rikkibakteerille, koska se on helposti viljeltävissä ja luontaisesti muunnettavissa.
genomin rakenne
C. tepidumin yhden kehän kromosomin genomi on 2 154 946 bp, ja se oli ensimmäinen sekvensoitu pääjaksossa Chlorobia. Monien geenien havaittiin säilyvän hyvin fotosynteettisten lajien keskuudessa, eikä niillä näyttänyt olevan selkeää tehtävää C. tepidumin sisällä.; näillä geeneillä ajatellaan kuitenkin olevan erityinen rooli fotosynteesissä tai fotobiologiassa. Fylogenomiset analyysit ja vertailu osoittivat, että C. tepidum sisältää monistumia geeneistä, jotka osallistuvat biosynteettisiin reitteihin fotosynteesiin ja sulferin ja typen aineenvaihduntaan. Nämä menetelmät osoittivat myös geneettisiä yhtäläisyyksiä C. tepidumin aineenvaihdunnan ja monien arkaaisten lajien välillä (Eisen et al. 2002) . Kolme muuta lajia on parhaillaan sekvensoitavana ja kokoonpanoprosessissa. Ne ovat Chlorobium phaebacteroides DSM 266, Chlorobium phaebacteroides BS1, Chlorobium limicola DSM 245.
solurakenne ja aineenvaihdunta
Klorobium ovat gramnegatiivisia soluja. Chlorobium sp. voi pitkistä ketjuista lähes pallomaisia soluja. Jotkin kannat voivat muodostaa C: n muotoisten solujen keloja. Chlorobium tepidum elää anoksigeenisellä fotosynteesillä ja tuottaa alkuaineista rikkiä jätetuotteena. C. tepidum tallettaa alkuainesulferia solujensa ulkopuolelle toisin kuin Kromatium ja Tiothrix, kaksi muuta sulferia tuottavaa bakteeria. Lisäksi ne voivat fotooksidisoida vetyä sekä muita rikkiyhdisteitä, kuten sulfidia, polysulfidia ja tiosulfaattia. Ne ovat myös pakollisia autotrofeja.
tärkein valon keruuantenni organelle, joka käyttää sähkömagneettista energiaa näiden prosessien voimanlähteenä, tepidumissa on klorosomi, joka koostuu voimakkaasti aggregoituneista bakterioklorofylli c: stä ja karotenoideista, joita ympäröi lipidiproteiinikuori. Tämä soikean muotoinen rakenne eroaa useimmista muista fototrofisista eliöistä. (Ne kuitenkin muistuttavat rakenteeltaan fylogeneettisesti etäisen Chloroflexaceae-heimon sisältämää rakennetta.) Klorosomit ovat 70-180 nm pitkiä ja 30-60 nm leveitä. Kuten tämän sivun yläosassa olevasta kuvasta näkyy, ne on kiinnitetty sytoplasmakalvoston reaktiokeskuksiin.
sulfidin hapettumista rikiksi on tutkittu aiemmin C. limicolassa mahdollisena biokatalyyttinä fossiilisten polttoaineiden hydrokäsittelyssä syntyvien happamien kaasujen poistamiseksi. Rikin muodostuminen sulfidista, jossa sulfidi toimii pelkistävänä substraattina, ilmenee seuraavasti (Douglas, et al. 1985):
jos haluat nähdä luettelon joistakin C. tepidumissa esiintyvistä metaboliareiteistä, käy Systems Biology Institutessa tai käy luettelemassa Syanobaasin tunnettuja metaboliareittejä sääteleviä geenejä.
ekologia
C. tepidum on vihreä rikkibakteeri, joka kasvaa yleensä tiheässä matossa kuumien lähteiden yllä. Niitä esiintyy myös anoksi-ja sulfidipitoisissa vesissä, mudassa ja sedimenteissä. Ne kasvavat parhaiten tempuratuureissa 40-50 celsiusasteen ja pH: n ollessa 6,0-4,5.
bakteerimaton tai minkä tahansa vesimuodostuman fototrofinen bakteerikoostumus riippuu yleensä siitä, millaisen valon laatu ja aallonpituus vesi saa. Tähän vaikuttavat levät, jotka suodattavat valoa ja kuumaa lähdettä ympäröivää maastoa, mutaa tai vesimuodostumaa. Eri pigmenttien bakteerit sieppaavat valon eri aallonpituuksia; siksi Klorobiumia ja muita vihreitä rikkibakteereja, kuten Chromotiumia, sekä muita fototrofisia bakteereita, voidaan löytää eri puolille ympäristöään jakautuneina siten, että ne selviävät ja kilpailevat tehokkaasti keskenään. Valon laadun lisäksi C. tepidum ja muut vihreät rikkibakteerit tarvitsevat riittävästi rikkivetyä tai muita vastaavia elektronien luovuttajia ainutlaatuisiin yhteyttäviin reitteihinsä (Montesinos et al.1983).
C: n vuoksi. tepidumin kyky kasvaa heikossa valossa ja hapessa (maapallon alkuaikoina, jolloin U. V-valoa oli runsaasti) tutkijat uskovat, että fotosyteesi voi saada alkunsa tästä.
Cork, Douglas, Jeremy Mathers, Andrea Maka ja Anna Srnak. 1985. ”Chlorobium limicola forma thiosulfatophilum-hapettavan sulferiaineenvaihdunnan valvonta.”Applied and Environmental Microbiology, Vol. 49, nro 2. American Society for Microbiology. 269-272.
CyanoBase: About Chlorobium tepidum
Eisen, Jonathan A., et al. 2002. ”Chlorobium tepidum TLS: n täydellinen genomisekvenssi, yhteyttävä, anaerobinen, vihreä rikkibakteeri.”Proc Natl Acad Sci USA, Vol. 99, nro 14. 9509-9514.
Montesinos, Emilio, Ricardo Guerrero, Carlos Abella ja Isabel Esteve. 1983. ”Ecology and physiology of the competition for light between Chlorobium limicola and Chlorobium phaeobacteroides in natural habitats.”Applied and Environmental Microbiology, Vol. 46, nro 5. American Society for Microbiology. 1007-1016.
PennState: Chlorobium tepidum In The Bryant laboratory