Thermus aquaticus

Thermus aquaticus

Thermus aquaticus , S.A.M.
tudományos osztályozás
Tartomány:baktériumokTípusú:Deinococcus-ThermusOsztály:Deinococci Garrity és Holt 2002Rendelés:ThermalesCsalád:ThermaceaeNemzetség:ThermusKilátás:Thermus aquaticus
Nemzetközi tudományos név
Thermus aquaticus
Brock and Freeze 1969

A Thermus aquaticus  (lat.) a Thermus nemzetségbe tartozó Gram -negatív, rúd alakú, rendkívül termofil baktérium . A Yellowstone Nemzeti Park és más hasonló régiókmeleg forrásaiban él , gejzírekben 55 ° C feletti hőmérsékleten. Először Thomas Brock és Hudson Freeze fedezte fel a Yellowstone Nemzeti ParkNagy Szökőkút környékén . A hőstabil enzimeket (különösen a hőstabil Taq polimerázt )a molekuláris genetikai kutatások eszközeként használják.    

Biológiai tulajdonságok

Gram -negatív pálcika alakú baktérium. Nem képez kapszulákat és spórákat , egyes törzsek mozgékonyak és flagellákkal rendelkeznek . Napfényben különféle pigmenteket termel [1] . Rendkívül termofil kemoorganoheterotróf , kötelező aerob [2] 55 °C feletti hőmérsékleten fejlődik ki (az optimális hőmérséklet 70 °C). Hőforrásokban él, gejzírekben [2] , két törzset izoláltak a meleg csapvízből [3] .

Genom

A T. aquaticus HB27 törzs genomját egy 1894877 bp méretű kromoszóma képviseli . és 232 605 bp méretű pTT27 megaplazmid. Nagy a hasonlóság a T. aquaticus genomja és a Deinococcus radiodurans mezofil szervezet genomja között [4] . A T. aquaticus Y51MC23 törzs genomszekvenálása folytatódik, a kromoszóma mérete 2340768 bp, a kromoszóma 2570 gént tartalmaz , ebből 2520 fehérjét kódol , a G+C párok aránya 68% [5] . A T, aquaticus NTU103 törzsnek van egy 1965 bp méretű pTA103 plazmidja, amely gördülő gyűrűmintázatban replikálódik [6] . A T. aquaticust az IN93 bakteriofág támadja meg , amelynek genomját egy 19603 bp méretű, kétszálú cirkuláris DNS -molekula képviseli . [7]

Hőálló enzimek

A T. aquaticus rendkívül termofil baktérium, ezért a T. aquaticus enzimei hőstabilak és nem inaktiválódnak magasabb hőmérsékleten. A T. aquaticus egyes enzimeit ( Taq I restrikciós enzim és különösen a Taq polimeráz) aktívan használják molekuláris genetikai kutatások eszközeiként [8] .

Aldolase

Kezdetben nem volt világos, hogy a T. aquaticus hogyan tud túlélni extrém hőmérsékleti viszonyok között, ezért szükséges volt részletesen tanulmányozni a T. aquaticus enzimeit, és hogyan kerülik el a denaturációt ilyen magas hőmérsékleten. Az egyik első T. aquaticusban vizsgált enzim az aldoláz [9] .

RNS polimeráz

Az RNS polimeráz ( transzkriptáz ) volt az első polimeráz , amelyet 1974 -ben izoláltak T. aquaticusból [ 10 ] .

Restrikciós endonukleáz Taq I

Restrikciós endonukleáz (restrikciós enzim) A Taq I volt az egyik első T. aquaticus enzim , amelyet elkezdtek molekuláris genetikai vizsgálatokhoz használni [13] . A restrikciós hely a TCGA.

Taq polimeráz

A Taq polimerázt először 1976-ban izolálták és jellemezték [14] . A Taq polimeráz előnye , hogy képes magas hőmérsékleten (optimálisan 72-80 °C) dolgozni, valamint tiszta Taq polimeráz előállítására. 1986-ban Kary Mullis úgy döntött , hogy a Taq polimerázt használja az  általa 1983-ban feltalált polimeráz láncreakcióhoz (PCR) , mert az ellenáll a DNS denaturálásához szükséges magas (94-96 °C) hőmérsékletnek, és nem volt szükség új hozzáadására. egy adag drága DNS-polimerázt minden egyes amplifikációs kör után . A Taq polimeráz gént ezután klónozták és módosították, hogy egy nagyon hatékony kereskedelmi terméket kapjanak [15] . A Taq polimeráz homológ az Escherichia coli DNS polimeráz I-vel (pol I) [16] . A Taq polimerázt korlátozott mértékben DNS szekvenálásban is alkalmazzák [17] , de a nagy számú hiba miatt [18] (a 3',5'-exonukleáz aktivitás hiánya miatt) a Pyrococcus furiosus archaea Pfu polimeráza . gyakrabban használják szekvenálásban és pontos elemzésekben [19] (bár az AmpliTaqR polimeráz előnye a Pfu polimerázzal szemben a nagyobb processzivitás formájában [20] ).

Alkalmazás

A T. aquaticus a molekuláris biológiában használt hőstabil enzimek forrása ( Taq I restrikciós enzim , RNS polimeráz, Taq polimeráz). A T. aquaticus genomszekvenálása segíthet további, a biotechnológiához szükséges enzimek ( proteázok [21] , amilomaltáz [22] , NAD - oxidázok [23] ) felkutatásában.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Brock TD, Mercedes RE Fine Structure of Thermus aquaticus, an Extreme Thermophile// Journal of Bacteriology, Oct 1970, Vol 104. p. 509-517.
  2. ↑ 1 2 Brock TD és Freeze H. Thermus aquaticus gen. n. és sp. n., nem spóraképző extrém termofil  (angol)  // Journal of Bacteriology : folyóirat. - 1969. - 1. évf. 98 , sz. 1 . - 289-297 . o . — PMID 5781580 .
  3. ↑ Pask-Hughes R. és Williams RAD Rendkívül termofil gram-negatív baktériumok forró  csapvízből //  Mikrobiológia : folyóirat. — Mikrobiológiai Társaság, 1975. - 1. évf. 88 , sz. 2 . - P. 321-328 . - doi : 10.1099/00221287-88-2-321 . — PMID 1097586 .  (nem elérhető link)
  4. ↑ Az extrém termofil genomszekvenciája: Thermus thermophilus: Absztrakt: Nature Biotechnology . Letöltve: 2008. augusztus 17. Az eredetiből archiválva : 2008. november 18..
  5. ↑ uid=6010 genom eredmény
  6. ↑ ScienceDirect - Plasmid : Thermus aquaticus NTU103-ból származó gördülő körben replikációs plazmid jellemzése  (hivatkozás nem érhető el)
  7. ↑ uid=16835 genom eredmény
  8. ↑ Hőálló DNS-polimerázok archiválva : 2010. június 25.
  9. ↑ Freeze H., Brock TD hőstabil aldoláz a Thermus aquaticusból//J. Bact. 1970. évf. 101. (2) o. 541-550
  10. ↑ Air GM, Harris JI DNS-függő RNS-polimeráz a Thermophilic Bacterium Thermus aquaticusból // FEBS Letters 1974, vol. 38. (3) pp. 277-281
  11. ↑ Archivált másolat (a hivatkozás nem elérhető) . Letöltve: 2008. augusztus 17. Az eredetiből archiválva : 2008. október 31.. 
  12. ↑ Rekombináns Thermus aquaticus RNS-polimeráz, a transzkripció szerkezet-alapú elemzésének új eszköze - Minakhin et al. 183(1):71 – The Journal of Bacteriology . Letöltve: 2008. augusztus 17. Az eredetiből archiválva : 2005. augusztus 27..
  13. ↑ Sato S. A Simian virus 40 (SV40) DNS egyszeri hasítása a Thermus aquaticus helyspecifikus endonukleázával, Taq I // J. Biochem (Tokyo), 1978, 83 (2) 633.
  14. ↑ Chien A., Edgar DB, Trela ​​​​JM Dezoxiribonukleinsav polimeráz az extrém termofil Thermus aquaticusból  // J Bacteriol. - 1976. - T. 127 , sz. 3 . - S. 1550-1557 . — PMID 8432 .
  15. ↑ A teljes hosszúságú Thermus aquaticus DNS polimeráz és az 5'-3' exonukleáz aktivitásban hiányos csonka forma magas szintű expressziója, tisztítása és enzimatikus jellemzése. PCR Methods Appl. 1993. május; 2(4):275-87 . Letöltve: 2017. október 3. Az eredetiből archiválva : 2017. október 9..
  16. ↑ A Thermus aquaticus DNS polimeráz kristályszerkezete . Letöltve: 2008. augusztus 17. Az eredetiből archiválva : 2009. január 16..
  17. ↑ DNS szekvenálás Thermus aquaticus DNS polimerázzal és polimeráz láncreakcióval amplifikált DNS közvetlen szekvenálása - PNAS . Letöltve: 2008. augusztus 17. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 24..
  18. ↑ Thermus aquaticus (Taq) hibaarányok és REP-PCR | British Journal of Biomedical Science | Keressen cikkeket a BNET-en
  19. ↑ ENZIMEK A MOLEKULÁRIS BIOLÓGIÁHOZ ÉS A GÉNTECHNIKÁHOZ. Nemzeti Tudományos és Innovációs Információs Központ Sciencerf.ru. A TUDOMÁNY VILÁGÁBAN
  20. ↑ DNS polimeráz | molbiol.ru . Hozzáférés dátuma: 2008. augusztus 17. Az eredetiből archiválva : 2009. január 29.
  21. ↑ http://cancerweb.ncl.ac.uk/cgi-bin/omd?Thermus+aquaticus+Rt41A+proteinase  (nem elérhető link)
  22. ↑ Thermus aquaticus ATCC 33923 amilomaltáz gén klónozása, expressziója és enzimjellemzése: Cikloamilóz előállítása - Terada et al. 65(3): 910 - Alkalmazott és környezeti mikrobiológia . Letöltve: 2008. augusztus 17. Az eredetiből archiválva : 2007. december 8..
  23. ↑ NADH-oxidáz az extrém termofil Thermus aquaticus YT-1-ből - COCCO - 2005 - European Journal of Biochemistry - Wiley Online Library  (nem elérhető link)

Linkek