Войти
.
| Thermococcus | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Домен: | Archaea |
| Царство: | Euryarchaeota |
| Тип: | Euryarchaeota |
| Класс: | Thermococci |
| Порядок: | Thermococcales |
| Семейство: | Thermococcaceae |
| Род: | Thermococcus |
| Виды | |
| |
В таксономии, Thermococcus является родом из термофильных Археи в семействе Thermococcaceae.
Члены рода Thermococcus обычно представляют собой кокковидные виды неправильной формы, размер которых колеблется от 0,6 до 2,0 мкм в диаметре. Некоторые виды Thermococcus неподвижны, а некоторые имеют подвижность, используя жгутики в качестве основного способа передвижения. Эти жгутики обычно существуют на определенном полюсе организма. Это движение наблюдается при комнатной температуре или при высоких температурах, в зависимости от конкретного организма. У некоторых видов эти микроорганизмы могут агрегировать и образовывать бело-серые бляшки. Виды под Thermococcus обычно процветают при температуре от 60 до 105 ° C, либо в присутствии черных курильщиков (гидротермальные источники), либо в пресноводных источниках. Виды этого рода являются строго анаэробами и теплолюбивы, встречаются на различных глубинах, например, в гидротермальных источниках на глубине 2500 м ниже поверхности океана, а также в сантиметрах ниже поверхности воды в геотермальных источниках. Эти организмы процветают при уровнях pH 5,6-7,9. Представители этого рода были обнаружены во многих системах гидротермальных источников в мире, в том числе от Японских морей до побережья Калифорнии. Соль хлорида натрия обычно присутствует в этих местах в количестве 1% -3 % концентрации, но не является необходимым субстратом для этих организмов, как показало одно исследование, члены Thermococcus, живущие в системах пресной горячей воды в Новой Зеландии, но им для роста требуется низкая концентрация ионов лития. Члены Thermococcus описываются как гетеротрофные, хемотрофные и органотрофные сульфаногены; с использованием источников элементарной серы и углерода, включая аминокислоты, углеводы и органические кислоты, такие как пируват.
Метаболически, Thermococcus spp. у эукариот и прокариот развилась другая форма гликолиза. Одним из примеров метаболического пути этих организмов является метаболизм пептидов, который происходит в три этапа: сначала гидролиз пептидов до аминокислот катализируется пептидазами, затем превращение аминокислот в кетокислоты катализируется аминотрансферазами, и, наконец, CO 2 высвобождается в результате окислительного декарбоксилирования или кетокислоты четырьмя разными ферментами, что дает производные кофермента А, которые используются в других важных метаболических путях. Виды Thermococcus также имеют фермент rubisco (рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза / оксигеназа), который производится из ферментов, участвующих в метаболизме нуклеиновых кислот у Thermococcus kodakarensis, что показывает, насколько эти метаболические системы действительно интегрированы для этих гипертермофильных микроорганизмов. Некоторые питательные вещества ограничивают рост клеток термококка. Питательные вещества, которые больше всего влияют на рост клеток у видов термококков, - это источники углерода и азота. Поскольку виды термококков метаболически не генерируют все необходимые аминокислоты, некоторые из них должны поступать в среду, в которой эти организмы процветают. Некоторые из этих необходимых аминокислот - лейцин, изолейцин и валин (аминокислоты с разветвленной цепью). Когда виды Thermococcus дополняются этими аминокислотами, они могут метаболизировать их и производить ацетил-КоА или сукцинил-КоА, которые являются важными предшественниками, используемыми в других метаболических путях, необходимых для роста и дыхания клеток. Благодаря современным технологиям, членов Thermococcus относительно легко выращивать в лабораториях, и поэтому они считаются модельными организмами для изучения физиологических и молекулярных путей развития экстремофилов. Thermococcus kodakarensis является одним из примеров модельного вида Thermococcus, микроорганизма, у которого был исследован и воспроизведен весь свой геном.
Виды термококков могут расти при температуре от 60 до 80 ° C, что дает для них большое экологическое преимущество - быть первыми организмами, колонизирующими новые гидротермальные среды. Некоторые виды термококков продуцируют CO 2, H 2 и H 2 S в качестве продуктов метаболизма и дыхания. Выбросы этих молекул затем используются другими автотрофными видами, способствуя разнообразию гидротермальных микробных сообществ. Этот тип непрерывного обогащения культур играет решающую роль в экологии глубоководных гидротермальных источников, предполагая, что термококки взаимодействуют с другими организмами посредством обмена метаболитов, что поддерживает рост автотрофов. Виды термококков, которые выделяют H 2 с использованием нескольких гидрогеназ (включая CO-зависимые гидрогеназы), считаются потенциальными биокатализаторами для реакций конверсии вода-газ.
Виды Thermococcus от природы способны поглощать ДНК и включать донорскую ДНК в свои геномы посредством гомологичной рекомбинации. Эти виды могут продуцировать мембранные везикулы (MV), образованные почкованием от самых внешних клеточных мембран, которые могут захватывать и получать плазмиды от соседних видов архей для передачи ДНК либо себе, либо окружающим видам. Эти МВ секретируются из клеток в кластеры, образуя наносферы или нанотрубки, поддерживая непрерывность внутренних мембран.. Виды Thermococcus продуцируют многочисленные МВ, переносящие ДНК, метаболиты и даже токсины у некоторых видов; кроме того, эти МВ защищают свое содержимое от термодеградации путем переноса этих макромолекул в защищенную среду. МВ также предотвращают инфекции, улавливая вирусные частицы. Наряду с транспортировкой макромолекул, виды Thermococcus используют MV для связи друг с другом. Кроме того, эти MV используются определенными видами (Thermococcus coalescens), чтобы указать, когда должна произойти агрегация, поэтому эти типично одноклеточные микроорганизмы могут сливаться в одну массивную одиночную клетку.. Сообщалось, что Thermococcus kodakarensis имеет четыре вируса: подобные интегрированные генные элементы, содержащие субтилизин-подобные предшественники сериновой протеазы. На сегодняшний день из Thermococcus spp. Выделено только два вируса: PAVE1 и TPV1. Эти вирусы существуют в своих хозяевах в состоянии носителя.. Процесс репликации и удлинения ДНК широко изучен на T. kodakarensis. Молекула ДНК представляет собой круговую структуру, состоящую примерно из 2 миллионов пар оснований в длину и имеющую более 2000 последовательностей, кодирующих белки.
Фермент от Thermococcus, Tpa-S ДНК-полимераза оказалась более эффективной в длительной и быстрой ПЦР, чем Taq-полимераза. Tk-SP, другой фермент T. kodakarensis, может разрушать аномальные прионные белки (PrPSc); прионы - это неправильно свернутые белки, которые могут вызывать смертельные заболевания у всех организмов. Tk-SP демонстрирует широкую субстратную специфичность и экспоненциально разлагает прионы в лабораторных условиях. Этот фермент не требует для сворачивания кальция или какого-либо другого субстрата, поэтому пока он демонстрирует большой потенциал исследований. Дополнительные исследования были скоординированы по ферменту фосфосеринфосфатаза (PSP) T. onnurineus, который является важным компонентом регуляции активности PSP. Эта информация полезна для фармацевтических компаний, поскольку аномальная активность PSP приводит к значительному снижению уровней серина в нервной системе, вызывая неврологические заболевания и осложнения.. Thermococcus spp. могут повысить эффективность добычи золота до 95% благодаря их специфическим способностям к биовыщелачиванию.
