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 rośnie w gęstych matach nad gorącymi źródłami, a także w innych ciepłych błotach i zbiornikach wodnych, które zawierają wystarczającą ilość siarkowodoru (używanego przez C. tepidum jako donor elecron). C. tepidum jest cennym modelem dla zielonej bakterii siarki, ponieważ jest łatwo uprawiana i naturalnie przekształcalna.
struktura genomu
Genom pojedynczego kolistego chromosomu C. tepidum wynosi 2 154 946 bp i był pierwszym zsekwencjonowanym w phylum Chlorophium. Stwierdzono, że wiele genów jest wysoce zachowanych wśród gatunków fotosyntetycznych i wydaje się, że nie ma wyraźnej funkcji w obrębie C. tepidum; uważa się jednak, że geny te odgrywają określoną rolę w fotosyntezie lub fotobiologii. Analiza filogenomiczna i porównanie wykazało, że C. tepidum zawiera duplikacje genów zaangażowanych w biosyntetycznych szlaków fotosyntezy i metabolizm sulfer i azotu. Metody te wykazywały również genetyczne podobieństwa między procesami metabolicznymi C. tepidum i wieloma gatunkami Archaealnymi (Eisen et al. 2002) . Istnieją trzy inne gatunki, które są obecnie sekwencjonowane i są w procesie montażu. Są to Chlorobium phaeobacteroides DSM 266, Chlorobium phaeobacteroides BS1, Chlorobium limicola DSM 245.
struktura komórkowa i metabolizm
Chlorobem są komórki Gram-ujemne. Chlorobium Sp. z o. o. puszka z długich łańcuchów prawie kulistych komórek. Niektóre szczepy mogą tworzyć zwoje komórek w kształcie litery C. Chlorobium tepidum żyje w procesie bezoksygenicznej fotosyntezy i wytwarza siarkę elementarną jako produkt odpadowy. C. tepidum odkłada elementarny sulfer Na Zewnątrz swoich komórek w przeciwieństwie do Chromatium i Thiothrix, dwóch innych bakterii wytwarzających sulfer. Ponadto mogą fotooksydować wodór, a także inne związki siarki, takie jak siarczek, polisiarczek i tiosiarczan. Są również obowiązkowe autotroficzne.
głównym zbieraniem światła organelle anteny, która wykorzystuje energię elektromagnetyczną do zasilania tych procesów, w C. tepidum jest chlorosom, który składa się z wysoce zagregowanych bakteriochlorofilu c i karotenoidów otoczonych otoczką lipidowo-białkową. Ta jajowata struktura różni się od większości innych organizmów fototropowych. (Jednak są one podobne do struktury zawartej w obrębie filogenetycznie odległej rodziny Chloroflexaceae.) Chlorosomy mają długość od 70 do 180 nm i szerokość od 30 do 60 nm. Jak widać na zdjęciu na górze tej strony, są one dołączone do ośrodków reakcji w błonie cytoplazmatycznej.
utlenianie siarczku do siarki badano w przeszłości w C. limicola jako możliwy biokatalizator w celu usunięcia kwaśnych gazów wytwarzanych przez hydroprocessing paliw kopalnych. Powstawanie siarki z siarczku, w którym siarczek działa jako substrat redukujący, wygląda następująco (Douglas, et al. 1985):
aby zobaczyć listę niektórych szlaków metabolicznych, które występują w C. tepidum, odwiedź Instytut Biologii Systemów lub odwiedź listę genów kontrolujących znane szlaki metaboliczne w Cyjanobazie.
Ekologia
C. tepidum jest zieloną bakterią siarki, która zwykle rośnie w gęstej macie nad gorącymi źródłami. Występują również w wodach beztlenowych i bogatych w siarczki, błocie i osadach. Najlepiej rosną w temperaturze od 40 do 50 stopni Celsjusza i przy pH od 6,0 do 4,5.
fototroficzny skład bakteryjny maty bakteryjnej lub w dowolnym zbiorniku wodnym jest zwykle zależny od jakości i długości fali światła, które otrzymuje woda. Czynnikami wpływającymi na to są glony, które filtrują światło i teren otaczający gorące źródło, błoto lub zbiornik wodny. Bakterie o różnych pigmentach wychwytują różne długości fal światła; dlatego Chlorobu i innych zielonych bakterii siarkowych, takich jak Chromotium, a także innych bakterii fototropowych, można znaleźć rozproszone w ich środowisku w sposób, który pozwala im przetrwać i skutecznie konkurować ze sobą. Oprócz jakości światła, C. tepidum i inne zielone bakterie siarki wymagają wystarczających ilości siarkowodoru lub innych takich donorów elektronów dla ich unikalnych szlaków fotosyntetycznych (Montesinos et al.1983).
z powodu C. zdolność tepidum do wzrostu w słabym świetle i tlenu (w pierwszych dniach ziemi, gdy były wysokie poziomy światła U. V) naukowcy uważają, że to jest, gdzie fotosyteza może mieć swoje początki.
Cork, Douglas, Jeremy Mathers, Andrea Maka i Anna Srnak. 1985. „Kontrola oksydacyjnego metabolizmu sulferycznego Chlorobium limicola forma thiosulfatophilum.”Applied and Environmental Microbiology, Vol. 49, nr 2. American Society for Microbiology. 269-272.
Cyjanobaza: o Chlorobium tepidum
Eisen, Jonathan A., et al. 2002. „Kompletna sekwencja genomu Chlorobium tepidum TLS, fotosyntetycznej, beztlenowej, zielono-siarkowej bakterii.”Proc Natl Acad sci USA, Vol. 99, nr 14. 9509-9514.
Montesinos, Emilio, Ricardo Guerrero, Carlos Abella i 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, nr 5. American Society for Microbiology. 1007-1016.
PennState: badania nad Chlorobium tepidum w laboratorium Bryanta