- الخصائص العامة
- الممرضة
- يستخدم في التكنولوجيا الحيوية
- إنتاج الأحماض الأمينية
- المنتجات والتطبيقات الأخرى
- بانتوثينات
- الأحماض العضوية
- كحول
- المعالجة الحيوية
- المواد البلاستيكية القابلة للتحلل
- المراجع
الوتدية الجلوتاميك هي بكتيريا موجبة الجرام ، لاهوائية اختيارية ، على شكل قضيب موجودة في التربة. وهي ليست بوغية ولا مسببة للأمراض. جنبا إلى جنب مع بقية الوتديات والبكتيريا من عائلات Mycobacteriaceae و Nocardiaceae ، فهي جزء من المجموعة المعروفة باسم مجموعة CMN. تضم هذه المجموعة العديد من البكتيريا ذات الأهمية الطبية والبيطرية.
تستخدم بكتيريا C. glutamicum على نطاق واسع في الصناعة لإنتاج الأحماض الأمينية. يعود استخدام هذه البكتيريا في الإنتاج الصناعي إلى أكثر من 40 عامًا.
الوتدية الجلوتاميك. الصورة بواسطة AJC1 Flickr. مأخوذة وتحريرها من
كمية الأحماض الأمينية التي تنتجها هذه البكتيريا ، بما في ذلك الجلوتامات أحادية الصوديوم و L-lysine ، تتجاوز حاليًا 100 طن سنويًا.
الخصائص العامة
تكسر هذه البكتيريا الكربوهيدرات خلال عملية التخمير. يتأثر إنتاج الأحماض الأمينية بمصدر الكربون المحدد وبظروف مكملات معينة مثل الحد من البيوتين.
للحصول على اللقاح ، تم استخدام وسائط الثقافة لمجمعات التربتون (YT) وخلاصة الخميرة والحد الأدنى من الوسائط المعدلة من CGXII.
للزراعة ، يوصى بدرجات حرارة 30 درجة مئوية ودرجة حموضة 7.4 - 7.5. تعتمد مصادر الكربون وكذلك المواد التي سيتم استخدامها لإثراء المحصول على النتائج التي سيتم الحصول عليها.
على سبيل المثال ، وجد أن الجلوكوز وكبريتات الأمونيوم وكبريتات المغنيسيوم وفوسفات ثنائي بوتاسيوم لها تأثير كبير على إنتاج السكسينات.
للحصول على تركيز عالٍ من L-lysine ، يجب أن يحتوي وسط المزرعة على الجلوكوز ، كبريتات الأمونيوم ، كربونات الكالسيوم ، حمض البكتوكازامينو ، هيدروكلوريد الثيامين ، D- البيوتين ، فوسفات هيدروجين البوتاسيوم ، كبريتات المغنيسيوم هيبتاهيدراتي ، كبريتات الحديدوز هيبتاهيدراتي ورباعي هيدرات كلوريد المنغنيز.
Corynebacterium glutamicum ، تصوير كارلوس باريرو. مأخوذة وتحرير من http://www.dicyt.com/viewItem.php ؟itemId=14535
الممرضة
على الرغم من أن معظم البكتيريا التي تنتمي إلى عائلة Corynebacteriaceae مسببة للأمراض ، إلا أن بعضها غير ضار ، بما في ذلك C. glutamicum. هذا الأخير ، المعروف باسم non-diphtheria corynebacteria (CND) ، عبارة عن نباتات تعايشية أو نباتات رمية يمكن أن توجد في البشر والحيوانات والتربة.
تُستخدم بعض أنواع CNDs ، مثل C. glutamicum و C. visiciens ، في إنتاج الأحماض الأمينية الأساسية والفيتامينات.
يستخدم في التكنولوجيا الحيوية
إن جينوم C. glutamicum مستقر نسبيًا ، وينمو بسرعة ، ولا يفرز البروتياز خارج الخلية. علاوة على ذلك ، فهي غير مسببة للأمراض ولا تشكل جراثيم ومتطلبات نمو منخفضة نسبيًا.
هذه الخصائص ، وحقيقة أنها تنتج الإنزيمات والمركبات المفيدة الأخرى ، سمحت لهذه البكتيريا بأن تُسمى "العمود الفقري" في التكنولوجيا الحيوية.
إنتاج الأحماض الأمينية
كان أول منتج تم اكتشافه معروفًا بتخليقه الحيوي بواسطة C. glutamicum هو الجلوتامات. الغلوتامات هو حمض أميني غير أساسي موجود في حوالي 90٪ من نقاط الاشتباك العصبي في الدماغ.
يشارك في نقل المعلومات بين الخلايا العصبية للجهاز العصبي المركزي وفي تكوين واستعادة الذاكرة.
يتم إنتاج اللايسين ، وهو حمض أميني أساسي للبشر وجزء من البروتينات التي يتم تصنيعها بواسطة الكائنات الحية ، بواسطة C. glutamicum.
الأحماض الأمينية الأخرى التي تم الحصول عليها من هذه البكتيريا تشمل ثريونين ، إيزولوسين ، وسيرين. يستخدم ثريونين بشكل أساسي لمنع ظهور الهربس.
سيرين يساعد في إنتاج الأجسام المضادة والغلوبولين المناعي. Isoleucine ، من جانبه ، يشارك في تخليق البروتين وإنتاج الطاقة أثناء ممارسة الرياضة البدنية.
المنتجات والتطبيقات الأخرى
بانتوثينات
وهو الشكل الأكثر نشاطًا لفيتامين B5 (حمض البانتوثنيك) ، حيث يستخدم بانتوثينات الكالسيوم كمكمل غذائي. فيتامين ب 5 ضروري في تركيب الكربوهيدرات والدهون والبروتينات.
الأحماض العضوية
من بين أمور أخرى ، ينتج C. glutamicum اللاكتات والسكسينات. يحتوي اللاكتات على تطبيقات متعددة ، مثل منعم الأقمشة ، ومنظم حموضة الطعام ، ودباغة الجلد ، والمسهل ، وغيرها.
يستخدم السكسينات ، من جانبه ، في إنتاج اللك ، والملونات ، والعطور ، والمضافات الغذائية ، والأدوية ، وتصنيع المواد البلاستيكية القابلة للتحلل.
كحول
لأنها تخمر السكريات ، فهي قادرة على إنتاج الكحوليات ، مثل الإيثانول والأيزوبوتانول. لهذا السبب ، هناك تجارب لتخليق الإيثانول في محاصيل C. glutamicum من نفايات قصب السكر. الهدف من هذه التجارب هو تحقيق الإنتاج الصناعي للوقود الحيوي.
يستخدم إكسيليتول ، وهو بوليول ، أو كحول السكر ، كمُحلي لمرضى السكر لأنه لا يرفع مستويات السكر في الدم.
المعالجة الحيوية
يحتوي C. glutamicum على عاملين في جينومه ، يسمى ars1 و ars2 ، وهما مقاومان للزرنيخ. هناك دراسات جارية بهدف استخدام هذه البكتيريا في النهاية لامتصاص الزرنيخ من البيئة.
المواد البلاستيكية القابلة للتحلل
بالإضافة إلى السكسينات ، وهو حمض عضوي تنتجه البكتيريا بشكل طبيعي ، ومفيد لإنتاج المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي ، هناك مركب آخر محتمل يمكن استخدامه لهذه الأغراض.
هذا المركب عبارة عن بوليستر يسمى بولي (3-هيدروكسي بوتيرات) (P (3HB)). P (3HB) لا ينتج بشكل طبيعي بواسطة C. glutamicum. ومع ذلك ، فقد أجرى مهندسو الوراثة دراسات لخلق البكتيريا ، عن طريق التلاعب الجيني ، وهو مسار تخليقي حيوي يسمح بإنتاجها.
المراجع
- S. Abe، K.-I. تاكاياما ، س.كينوشيتا (1967). دراسات تصنيفية على البكتيريا المنتجة لحمض الجلوتاميك. مجلة علم الأحياء الدقيقة العامة والتطبيقية.
- J.-Y. لي ، واي.- أ. نا ، إي كيم ، H.-S. لي ، بي كيم (2016). الأكتينوبكتيريوم الوتدية جلوتاميكوم ، عامل صناعي. مجلة علم الأحياء الدقيقة والتكنولوجيا الحيوية.
- J. Lange ، E. Münch ، J. Müller ، T. Busche ، J. Kalinowski ، R. Takors ، B. Blombach (2018). فك تشفير تكيف الوتدية الجلوتاميك في الانتقال من الهوائية عبر الميكرويروبيوسيس إلى اللاهوائية. الجينات
- S. Wieschalka ، B. Blombach ، M. Bott ، BJ Eikmanns (2012). الإنتاج الحيوي للأحماض العضوية مع الوتدية الجلوتاميكوم. التكنولوجيا الحيوية.
- م.واتشي (2013). مصدري الأحماض الأمينية في الوتدية جلوتاميكوم. في: H. Yukawa، M. Inui (Eds.) Corynebacterium glutamicum biology and biotechnology.
- الوتدية الجلوتاميك. على ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 25 سبتمبر 2018 من en.wikipedia.org.
- الوتدية الجلوتاميك. على Microbe Wiki. تم الاسترجاع في 25 سبتمبر 2018 من microbewiki.kenyon.edu.