Fruktofilne bakterie mlekowe

Dodaj linki
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Fruktofilne bakterie mlekowe lub fruktofilne bakterie kwasu mlekowego, FLAB (ang. fructophilic lactic acid bacteria) – grupa fakultatywnie beztlenowych bakterii mlekowych, których głównym źródłem węgla i energii jest fruktoza. Fermentacja cukrów z udziałem tych bakterii przeprowadzana jest w sposób heterofermentatywny, produkując przy tym kwas mlekowy, kwas octowy, dwutlenek węgla oraz znikoma ilość etanolu[1]. Bakterie te mogą rozkładać glukozę w obecności akceptorów elektronów (takich jak fruktoza, pirogronian, tlen czy kwasy fenolowe), których zadaniem jest utrzymanie równowagi NAD+/NADH[2]. Zdolność fermentacyjna węglowodanów jest niewielka, większość gatunków fruktofilnych bakterii potrafi metabolizować jedynie fruktozę, glukozę oraz mannitol[3]. Bakterie FLAB dzielone są na dwie grupy:

  • obligatoryjnie fruktofilne, które rozwijają się dobrze na podłożu z fruktozą, jak również z glukozą przy koniecznym dostępie do akceptorów elektronów,
  • fakultatywnie fruktofilne, rozwijają się dobrze na podłożu z fruktozą, jak również z glukozą, brak akceptorów elektronów skutkuje jedynie opóźnieniem rozwoju. Jedynym gatunkiem wykazującym tę tendencję jest Lactobacillus florum[4].

Cechy morfologiczne[edytuj | edytuj kod]

Komórki tych fruktofilnych bakterii mają charakterystyczny dla bakterii mlekowych kształt pałeczek, występujących pojedynczo bądź w parach. Są to Gram-dodatnie, nie posiadają zdolności motorycznych, ani nie wytwarzają form przetrwalnikowych[5].

Taksonomia[edytuj | edytuj kod]

Gatunki, które posiadają fruktofilne preferencje należą do dwóch rodzajów: Fructobacillus (F. fructosus, F. durnosis, F. ficulneus, F. pseudoficulneus, F. tropaeoli) i Lactobacillus (L. florum, L. kunkeei, L. apinorum, L. kosoi)[6]. Rodzaj Fructobacillus powstał po reklasyfikowaniu bakterii z rodzaju Leuconostoc. Jedną z przyczyn tego rozdziału była zdolność wytwarzania kwasu octowego z glukozy, zamiast etanolu. Fruktofilne gatunki Lactobacillus rożnią się od innych gatunków zmniejszoną ilością genów i słabym rozwojem na podłożu z glukozy[7].

Występowanie[edytuj | edytuj kod]

Fruktofilne bakterie mlekowe na skutek presji środowiskowej przystosowały się do warunków bogatych we fruktozę. Występują one m.in. w: nektarze kwiatowym, przewodzie pokarmowych owadów, których dieta bogata jest we fruktozę, np. pszczoła miodna (Apis mellifera), mrówki z rodzaju Camponotus, dojrzałych owocach, winie, sfermentowanych produktach spożywczych[5].

Cechy genetyczne[edytuj | edytuj kod]

Wielkość genomów FLAB w porównaniu z genomami innych bakterii mlekowych jest znacznie zmniejsza. Genomy gatunków Lactobacillus mieszczą się w przedziale 1,42-1,55 Mb, natomiast rodzaj Fructobacillus w przedziale 1,33-1,69 Mb[6]. Ich genomy zawierają mniej par GC, co jest charakterystyczne dla bakterii symbiotycznych[8]. W profilu genetycznym fruktofilnych bakterii brakuje sekwencji kodujących białka biorące udział w układzie fostotransferazy, łańcuchu oddechowym, transporterów ABC oraz odpowiadające za metabolizm pentoz, np. arabinozy, rybozy czy ksylozy. Charakterystyczną redukcją jest brak jednej z domen bądź całego genu adhE, kodującego białko dehydrogenazę alkoholową (ADH)/ dehydrogenazę aldehydową (ALDH). Jej skutkiem jest niezdolność produkcji etanolu i zachwianie równowagi NAD+/NADH[5].

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Bakterie te mogą być wykorzystane do produkowania niektórych metabolitów, np. poliole (mannitol, erytrytol) czy kwas γ-aminomasłowy (GABA). Testy wykazały również ich właściwości przeciwdrobnoustrojowe, wytwarzają one m.in., bakteriocyny, lizozymy, kwas mrówkowy. Trwają badania nad ich probiotycznymi właściwościami[9].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. ↑ Shintaro Maeno i inni, Genomic characterization of a fructophilic bee symbiont Lactobacillus kunkeei reveals its niche-specific adaptation, „Systematic and Applied Microbiology”, 39 (8), 2016, s. 516–526, DOI: 10.1016/j.syapm.2016.09.006 [dostęp 2019-07-01] (ang.).
  2. ↑ Pasquale Filannino i inni, Metabolism of Fructophilic Lactic Acid Bacteria Isolated from the Apis mellifera L. Bee Gut: Phenolic Acids as External Electron Acceptors, C.A. Elkins (red.), „Applied and Environmental Microbiology”, 82 (23), 2016, s. 6899–6911, DOI: 10.1128/AEM.02194-16, ISSN 0099-2240 [dostęp 2019-07-01] (ang.).
  3. ↑ Akihito Endo, Fructophilic lactic acid bacteria inhabit fructose-rich niches in nature, „Microbial Ecology in Health & Disease”, 23 (0), 2012, DOI: 10.3402/mehd.v23i0.18563, ISSN 1651-2235 [dostęp 2019-07-01].
  4. ↑ Akihito Endo i inni, Fructophilic Characteristics of Fructobacillus spp. may be due to the Absence of an Alcohol/Acetaldehyde Dehydrogenase Gene (adhE), „Current Microbiology”, 68 (4), 2014, s. 531–535, DOI: 10.1007/s00284-013-0506-3, ISSN 0343-8651 [dostęp 2019-07-01] (ang.).
  5. ↑ a b c Gustaw i inni, Fruktofilne bakterie kwasu mlekowego (FLAB). Nowa grupa heterofermentatywnych mikroorganizmów ze środowiska roślinnego = Fructophilic lactic acid bacteria (FLAB). A new group of heterofermentative microorganisms from the plant environment, 2017, OCLC 998780083 [dostęp 2019-07-01].
  6. ↑ a b Pasquale Filannino i inni, Fructose-rich niches traced the evolution of lactic acid bacteria toward fructophilic species, „Critical Reviews in Microbiology”, 45 (1), 2019, s. 65–81, DOI: 10.1080/1040841X.2018.1543649, ISSN 1040-841X [dostęp 2019-07-01] (ang.).
  7. ↑ C.N. Rachman i inni, Identification of Lactobacillus alimentarius and Lactobacillus farciminis with 16S-23S rDNA intergenic spacer region polymorphism and PCR amplification using species-specific oligonucleotide, „Journal of Applied Microbiology”, 95 (6), 2003, s. 1207–1216, DOI: 10.1046/j.1365-2672.2003.02117.x, ISSN 1364-5072 [dostęp 2019-07-01].
  8. ↑ Wen-Sui Lo, Ya-Yi Huang, Chih-Horng Kuo, Winding paths to simplicity: genome evolution in facultative insect symbionts, Erh-Min Lai (red.), „FEMS Microbiology Reviews”, 40 (6), 2016, s. 855–874, DOI: 10.1093/femsre/fuw028, ISSN 1574-6976 [dostęp 2019-07-01] (ang.).
  9. ↑ Tobias C Olofsson i inni, Lactic acid bacterial symbionts in honeybees – an unknown key to honey’s antimicrobial and therapeutic activities, „International Wound Journal”, 13 (5), 2014, s. 668–679, DOI: 10.1111/iwj.12345, ISSN 1742-4801 [dostęp 2019-07-01].
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Fruktofilne_bakterie_mlekowe&oldid=73184596”