Cytophaga hutchinsonii
| Cytophaga hutchinsonii | |
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| clasificación cientifica | |
| Dominio: | |
| Filo: | " Bacteroidetes " |
| Clase: | |
| Orden: | |
| Familia: | |
| Género: | |
| Nombre binomial | |
| Cytophaga hutchinsonii Winogradsky 1929 | |
Cytophaga hutchinsonii es una especie bacteriana del género Cytophaga . C. hutchinsonii es unmicroorganismo del suelo, aeróbico , gramnegativo , que exhibe motilidad deslizante, lo que le permite moverse rápidamente sobre las superficies y es capaz de degradar la celulosa. [1]
Descubrimiento
Cytophaga hutchinsonii fue clasificada por primera vez por el microbiólogo ruso Sergei Winogradsky en 1929. [2]
Winogradsky encontró varios descomponedores de celulosa que eran morfológicamente similares a Spirochaeta cytophaga, una bacteria descubierta en 1919 por los microbiólogos Hutchinson y Clayton. [3] S. cytophaga es una especie bacteriana aeróbica que degrada la celulosa que se encuentra en el suelo. Winogradsky clasificó erróneamente a Cytophaga hutchinsonii como idéntica a Spirochaeta cytophaga . Las 5 especies se clasificaron en el nuevo género Cytophaga .
En 1933, la microbióloga polaca Helena Krzemieniewska identificó diferencias en el ciclo de vida entre Spirochaeta cytophaga y Cytophaga hutchinsonii. [2] Spirochaeta cytophaga pasó a llamarse Cytophaga myxococcoides .
Motilidad deslizante
La motilidad de deslizamiento, que está presente en todo el grupo Cytophaga-Flavobacteria, no se comprende bien. [4] La motilidad no implica flagelos y se caracteriza por ser un mecanismo novedoso en el grupo de la FQ. [1] El genoma de C. hutchinsonii contiene homólogos de los genes deslizantes de Flavobacterium johnsoniae (gld). [5] Se cree que la capacidad de deslizamiento está ligada a la capacidad de degradación del biopolímero para muchos organismos del grupo Cytophaga-Flavobacteria. [1]
Degradación de celulosa
Cytophaga hutchinsonii es capaz de digerir celulosa cristalina en glucosa de una manera dependiente del contacto. [5] Se han identificado las enzimas que degradan la celulosa y no se conocen homólogos. [5]
La celulosa es un polisacárido lineal altamente ordenado que forma fibrillas cristalinas largas que son difíciles de degradar, particularmente dentro de las células bacterianas pequeñas debido a su pequeño tamaño. [6] La mayoría de las bacterias aeróbicas degradan la celulosa con exoglucanasas, endoglucanasas y β-glucosidasas. Muchos contienen celulosomas , estructuras multienzimáticas que degradan la celulosa en las superficies de las células bacterianas. C. hutchinsonii no codifica celulosomas. Lo más probable es que la degradación se produzca en el periplasma bacteriano. [6]
Enzimas degradantes de celulosa
Cytophaga hutchinsonii codifica 9 endo-β-1,4-glucanasas procesivas especuladas que pertenecen a GH5 y GH9, que son familias conocidas de glucósido hidrolasa. [5] [6] Ocho de los genes que codifican las endoglucanasas son cel5A, cel5B, cel5C, cel9A, cel9B, cel9C, cel9E y cel9F. [7] Cel5B y Cel9C son endoglucanasas periplásmicas, mientras que se predice que Cel5A, Cel9A, Cel9B, Cel9D y Cel9E son endoglucanasas secretadas, que utilizan un sistema de secreción de tipo IX para producir oligómeros a partir de celulosa amorfa (RAC). [7]
También contienen β-glucosidasas (bgl), enzimas que hidrolizan el paso final, convirtiendo la celobiosa (un disacárido) en glucosa. Las β-glucosidasas pertenecen a GH3, otra familia de glucósidos hidrolasas. C. hutchinsonii contiene cuatro β-glucosidasas ubicadas en el periplasma celular, llamadas BglA, BglB, BglC y BglD. [6]BglB es el principal gen de la β-glucosidasa transcrito cuando las células se cultivan en cultivos de glucosa o celobiosa. BglA solo se transcribe cuando las células se cultivan en cultivo de celobiosa (producido a partir de la degradación de la celulosa). BglA y BglB son β-glucosidasas esenciales y, en las células mutantes que no expresan ambas proteínas, las células no pueden degradar la celobiosa. A diferencia de otras β-glucosidasas, la actividad hidrolítica de BglA no disminuye con cadenas de sustrato más largas como las ciclodextrinas (celotriosa y celotetraosa). Es probable que esto se deba a un sitio activo más grande con menos especificidad de sustrato, y BglA es capaz de escindir las unidades de glucosa una por una de manera no procesadora, disociando del sustrato después de que se escinde cada glucosa. La capacidad de BglA para escindir fragmentos de celulosa más largos probablemente juega un papel en permitir que C. hutchinsonii para degradar la celulosa sin celobiohidrolasas.
BglB, por otro lado, no hidroliza las celodextrinas de manera efectiva. Las endoglucanasas procesivas, que pueden catalizar varias enzimas antes de liberar el sustrato de celulosa, podrían desempeñar un papel en permitir que C. hutchinsonii se degrade sin codificar celobiohidrolasas separadas. [5] Además, la adición de celodextrinas degradantes en el periplasma podría aumentar la eficiencia al reducir la pérdida de celobiosa a los microorganismos competidores. [7]
Aplicaciones
Las B-glucosidasas que degradan ciclodextrina son de interés económico debido a su falta de inhibición por glucosa. [8]
Referencias
- ^ a b c "Inicio - Cytophaga hutchinsonii ATCC 33406" . genome.jgi.doe.gov . Consultado el 1 de abril de 2021 .
- ^ a b "Sergei Nicholaevitch Winogradsky, 1856-1953" . Avisos necrológicos de miembros de la Royal Society . 8 (22): 635–644. Noviembre de 1953. doi : 10.1098 / rsbm.1953.0022 . ISSN 1479-571X .
- ↑ Stanier, Roger (30 de abril de 1940). "Estudios sobre las Cytophagas" (PDF) . Revista de bacteriología . 40 (5): 619–634. doi : 10.1128 / jb.40.5.619-635.1940 . PMC 374663 . PMID 16560373 - vía (JB.ASM) Revista de Bacteriología - Sociedad Estadounidense de Microbiología.
- ^ "Cytophaga hutchinsonii (cepa ATCC 33406 / DSM 1761 / CIP 103989 / NBRC 15051 / NCIMB 9469 / D465)" . www.uniprot.org . Consultado el 1 de abril de 2021 .
- ^ a b c d e Xie, Gary; Bruce, David C .; Challacombe, Jean F .; Chertkov, Olga; Detter, John C .; Gilna, Paul; Han, Cliff S .; Lucas, Susan; Misra, Monica; Myers, Gerald L .; Richardson, Paul (1 de junio de 2007). "Secuencia del genoma de la bacteria deslizante celulolítica Cytophaga hutchinsonii" . Microbiología aplicada y ambiental . 73 (11): 3536–3546. doi : 10.1128 / AEM.00225-07 . ISSN 0099-2240 . PMC 1932680 . PMID 17400776 .
- ^ a b c d Bai, Xinfeng; Wang, Xifeng; Wang, Sen; Ji, Xiaofei; Guan, Zhiwei; Zhang, Weican; Lu, Xuemei (2017). "Estudios funcionales de β-glucosidasas de Cytophaga hutchinsonii y sus efectos sobre la degradación de la celulosa" . Fronteras en microbiología . 8 : 140. doi : 10.3389 / fmicb.2017.00140 . ISSN 1664-302X . PMC 5288383 . PMID 28210251 .
- ^ a b c Banco, datos de proteínas RCSB. "RCSB PDB - 5IHS: Estructura de CHU_2103 de Cytophaga hutchinsonii" . www.rcsb.org . Consultado el 1 de abril de 2021 .
- ^ Zhang, Cong; Wang, Xifeng; Zhang, Weican; Zhao, Yue; Lu, Xuemei (1 de marzo de 2017). "Expresión y caracterización de una β-1,4-glucosidasa tolerante a la glucosa con una amplia especificidad de sustrato de Cytophaga hutchinsonii" . Microbiología y Biotecnología Aplicadas . 101 (5): 1919-1926. doi : 10.1007 / s00253-016-7927-4 . ISSN 1432-0614 . PMID 27822737 . S2CID 39035201 .
enlaces externos
- Secuencia completa del genoma https://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCA_000014145.1
- Información del genoma de KEGG con vías metabólicas https://www.genome.jp/kegg-bin/show_organism?menu_type=genome_info&org=chu
- Estructura de proteína de CHU_2103, codificada por cel5B: https://www.rcsb.org/structure/5IHS
- Bacterias descritas en 1929
- Bacteroidetes
