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. Klorbium växer i täta mattor över varma källor såväl som i andra varma mudder och vattenkroppar som innehåller tillräckligt med vätesulfid (används av C. tepidum som en elecrondonator). C. tepidum är en värdefull modell för de gröna svavelbakterierna eftersom den lätt odlas och kan omvandlas naturligt.
Genomstruktur
genomet av C. tepidums enda cirkulära kromosom är 2,154,946 bp och var den första sekvenserade i phylum Chlorobia. Många gener befanns vara mycket bevarade bland fotosyntetiska arter och verkade inte ha någon tydlig funktion inom C. tepidum; men dessa gener tros spela specifika roller i fotosyntes eller fotobiologi. Fylogenomisk analys och jämförelse visade att C. tepidum innehåller duplikationer av gener som är involverade i biosyntetiska vägar för fotosyntes och metabolismen av sulfer och kväve. Dessa metoder visade också genetiska likheter mellan C. tepidum metaboliska processer och många Archaeal arter (Eisen et al. 2002) . Det finns tre andra arter som för närvarande sekvenseras och är i monteringsprocessen. De är Chlorobium phaeobacteroides DSM 266, Chlorobium phaeobacteroides BS1, Chlorobium limicola DSM 245.
cellstruktur och Metabolism
Klorbium är gramnegativa celler. Chlorobium sp. kan från långa kedjor av nästan sfäriska celler. Vissa stammar kan bilda spolar av C-formade celler. Chlorobium tepidum lever av anoxigen fotosyntes och producerar elementärt svavel som en avfallsprodukt. C. tepidum avsätter den elementära sulferen utanför sina celler till skillnad från Kromatium och Thiothrix, två andra sulferproducerande bakterier. Dessutom kan de fotooxidisera väte såväl som andra svavelföreningar som sulfid, polysulfid och tiosulfat. De är också obligatoriska autotrofa.
huvudljusskördantennorganellen, som använder elektromagnetisk energi för att driva dessa processer, i C. tepidum är klorosomen, som består av mycket aggregerad bakterioklorofyll c och karotenoider omgiven av ett lipidproteinhölje. Denna ovoidstruktur skiljer sig från de flesta andra fototrofa organismer. (De liknar emellertid en struktur som finns i den fylogenetiskt avlägsna familjen Chloroflexaceae.) Klorosomerna är 70 till 180 nm långa och 30 till 60 nm breda. Som kan ses på bilden högst upp på denna sida är de kopplade till reaktionscentren i det cytoplasmatiska membranet.
Oxidation av sulfid till svavel har tidigare studerats i C. limicola som en möjlig biokatalysator för att avlägsna sura gaser gjorda av hydrobearbetning av fossila bränslen. Bildningen av svavel från sulfid, i vilken sulfid fungerar som det reducerande substratet, framträder som följer (Douglas, et al. 1985):
för att se en lista över några av de metaboliska vägar som förekommer inom C. tepidum, besök Systems Biology Institute eller besöka en lista över de gener som styr kända metaboliska vägar vid Cyanobas.
ekologi
C. tepidum är en grön svavelbakterie som vanligtvis växer i en tät matta över varma källor. De finns också i anoxiska och sulfidrika vatten, lera och sediment. De växer bäst vid tempuraturer mellan 40 och 50 grader Celsius och vid ett pH mellan 6,0 och 4,5.
den fototrofa bakteriekompositionen hos en bakteriematta eller i någon vattenkälla är vanligtvis beroende av vilken kvalitet och våglängd av ljus som vattnet får. Faktorer som påverkar detta är alger som filtrerar ljuset och terrängen som omger den varma källan, leran eller vattenkroppen. Bakterier av olika pigment fångar olika våglängder av ljus; därför Klorbium och andra gröna svavelbakterier som Kromotium, liksom andra fototrofa bakterier, kan hittas fördelade över hela sin miljö på ett sätt som gör att de kan överleva och effektivt konkurrera med varandra. Förutom ljuskvaliteten kräver C. tepidum och andra gröna svavelbakterier tillräckliga mängder vätesulfid eller andra sådana elektrondonatorer för deras unika fotosyntetiska vägar (Montesinos et al.1983).
på grund av C. tepidums förmåga att växa i svagt ljus och syre (under jordens tidiga dagar när det fanns höga nivåer av UV-ljus) forskare tror att det är här photosythesis kan ha sitt ursprung.
Cork, Douglas, Jeremy Mathers, Andrea Maka och Anna Srnak. 1985. ”Kontroll av oxidativ sulfermetabolism av Klorbium limicola forma tiosulfatophilum.”Tillämpad och Miljömikrobiologi, Vol. 49, nr 2. American Society for Microbiology. 269-272.
Cyanobas: om Klorbium tepidum
Eisen, Jonathan A., et al. 2002. ”Den fullständiga genomsekvensen av Chlorobium tepidum TLS, en fotosyntetisk, anaerob, grön-svavelbakterie.”Proc Natl Acad Sci USA, Vol. 99, nr 14. 9509-9514.
Montesinos, Emilio, Ricardo Guerrero, Carlos Abella och Isabel Esteve. 1983. ”Ekologi och fysiologi av tävlingen om ljus mellan Chlorobium limicola och Chlorobium phaeobacteroides i naturliga livsmiljöer.”Tillämpad och Miljömikrobiologi, Vol. 46, nr 5. American Society for Microbiology. 1007-1016.
PennState: forskning om Klorbium tepidum i Bryant-laboratoriet