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Metilorubrum extorquens

Methylorubrum extorquens es una bacteria Gram-negativa . Las especies de Methylorubrum suelen aparecer de color rosa y se clasifican como metilotrofos facultativos pigmentados de rosa o PPFM . [4] Se sabe queel tipo salvaje utiliza metano y compuestos de carbono múltiple como fuentes de energía. [4] Específicamente, se ha observado que M. extorquens utiliza principalmente metanol y compuestos C1 como sustratos en sus ciclos de energía. [5] También se ha observado que utiliza lantánidos como cofactor para aumentar suactividad de metanol deshidrogenasa [6] [7]

Estructura genética

Después de aislarlo del suelo, se descubrió que M. extorquens tenía un solo cromosoma que medía 5,71 Mb . [8] La bacteria en sí contiene 70 genes en ocho regiones del cromosoma que se utilizan para su metabolismo del metanol. [9] Dentro de una sección del cromosoma de M. extorquens AM1 hay dos genes xoxF que le permiten crecer en metanol. [9]

El genoma AM1 de M. extorquens codifica un gen de 47,5 kb de función desconocida. Este gen codifica un polipéptido de más de 15 000 residuos junto con tres compuestos únicos que no se expresan. [10] El microbio utiliza el gen mxa [11] como una forma de deshidrogenar metanol y utilizarlo como fuente de energía. [10]

Uso de productos químicos

Methylorubrum extorquens utiliza principalmente compuestos C1 y C2 para crecer. [9] El uso de compuestos con pocos enlaces carbono-carbono permite que la bacteria crezca con éxito en entornos con metanol, como en la superficie de las hojas cuyos estomas emiten metanol. [12] Se ha demostrado que la capacidad de utilizar metanol como fuente de carbono y energía es ventajosa al colonizar Medicago truncatula . [13]

La oxidación de formaldehído dependiente de H 4 MPT se aisló por primera vez en M. extroquens AM1 y se ha utilizado para definir si un organismo está utilizando el metabolismo metilotrófico. [10]

Relaciones con otros organismos

Muchas bacterias de la familia Methylobacteriaceae viven en diferentes entornos bióticos, como suelos, polvo y hojas de plantas. [14] Se ha encontrado que algunas de estas bacterias mantienen relaciones simbióticas con las plantas en las que habitan, en las que proporcionan nitrógeno fijo o producen vitamina B 12 . [14] M. extorquens también produce PhyR, que las plantas utilizan para regular la respuesta al estrés , lo que permite que la planta sobreviva en diferentes condiciones. [15] Además de PhyR, la bacteria puede producir una hormona relacionada con el crecimiento general de la planta y la raíz. [9]

Se ha descubierto que M. extorquens tiene una relación mutualista con las fresas. [16] En última instancia, M. extorquens se utiliza para oxidar el 1,2-propanodiol a lactaldehído, que luego se utiliza en reacciones químicas. [17] Si se introduce en plantas en floración, aumenta la producción de furaneol , lo que cambia el sabor de la fresa. [16]

Véase también

Referencias

  1. ^ Green PN, Ardley JK (septiembre de 2018). "Revisión del género Methylobacterium y organismos estrechamente relacionados: una propuesta de que algunas especies de Methylobacterium se reclasifiquen en un nuevo género, Methylorubrum gen. nov". Revista internacional de microbiología sistemática y evolutiva . 68 (9): 2727–2748. doi : 10.1099/ijsem.0.002856 . PMID  30024371.
  2. ^ LPSN lpsn.dsmz.de
  3. ^ Kato Y, Asahara M, Arai D, Goto K, Yokota A (octubre de 2005). "Reclasificación de Methylobacterium chloromethanicum y Methylobacterium dichloromethanicum como sinónimos subjetivos posteriores de Methylobacterium extorquens y de Methylobacterium lusitanum como sinónimo subjetivo posterior de Methylobacterium rhodesianum". Revista de microbiología general y aplicada . 51 (5): 287–299. doi : 10.2323/jgam.51.287 . PMID  16314683.
  4. ^ ab Lidstrom ME, Chistoserdova L (abril de 2002). "Plantas de color rosa: producción de citoquinina por methylobacterium". Journal of Bacteriology . 184 (7): 1818. doi :10.1128/JB.184.7.1818.2002. PMC 134909 . PMID  11889085. 
  5. ^ Belkhelfa S, Roche D, Dubois I, Berger A, Delmas VA, Cattolico L, et al. (2019). "Adaptación de cultivo continuo de Methylobacterium extorquens AM1 y TK 0001 a concentraciones muy altas de metanol". Frontiers in Microbiology . 10 : 1313. doi : 10.3389/fmicb.2019.01313 . PMC 6595629 . PMID  31281294. 
  6. ^ Good, Nathan M.; Fellner, Matthias; Demirer, Kemal; Hu, Jian; Hausinger, Robert P.; Martinez-Gomez, N. Cecilia (25 de febrero de 2020). "Las alcohol deshidrogenasas dependientes de lantánidos requieren un residuo de aspartato esencial para la coordinación de metales y la función enzimática". Journal of Biological Chemistry . 295 (24): 8272–8284. doi : 10.1074/jbc.RA120.013227 . PMC 7294098 . PMID  32366463. 
  7. ^ Nakagawa T, Mitsui R, Tani A, Sasa K, Tashiro S, Iwama T, et al. (27 de noviembre de 2012). "Un papel catalítico de XoxF1 como metanol deshidrogenasa dependiente de La3+ en la cepa AM1 de Methylobacterium extorquens". PLOS ONE . ​​7 (11): e50480. Bibcode :2012PLoSO...750480N. doi : 10.1371/journal.pone.0050480 . PMC 3507691 . PMID  23209751. 
  8. ^ Belkhelfa S, Labadie K, Cruaud C, Aury JM, Roche D, Bouzon M, et al. (febrero de 2018). "Secuencia completa del genoma del metilótrofo facultativo Methylobacterium extorquens TK 0001 aislado del suelo en Polonia". Anuncios del genoma . 6 (8). doi :10.1128/genomeA.00018-18. PMC 5824006 . PMID  29472323. 
  9. ^ abcd Dourado MN, Camargo Neves AA, Santos DS, Araújo WL (2015). "Potencial biotecnológico y agronómico de Methylobacterium spp. metilotrófico endofítico pigmentado de rosa". BioMed Research International . 2015 : 909016. doi : 10.1155/2015/909016 . PMC 4377440 . PMID  25861650. 
  10. ^ abc Vuilleumier S, Chistoserdova L, Lee MC, Bringel F, Lajus A, Zhou Y, et al. (18 de mayo de 2009). "Secuencias del genoma de Methylobacterium: un modelo de referencia para investigar el metabolismo microbiano de compuestos C1 de fuentes naturales e industriales". PLOS ONE . ​​4 (5): e5584. Bibcode :2009PLoSO...4.5584V. doi : 10.1371/journal.pone.0005584 . PMC 2680597 . PMID  19440302. 
  11. ^ "Gen MX1 - GeneCards | Proteína MX1 | Anticuerpo MX1" www.genecards.org . Consultado el 2 de noviembre de 2020 .
  12. ^ Nemecek-Marshall M, MacDonald RC, Franzen JJ, Wojciechowski CL, Fall R (agosto de 1995). "Emisión de metanol de las hojas (detección enzimática de metanol en fase gaseosa y relación de los flujos de metanol con la conductancia estomática y el desarrollo de las hojas)". Fisiología vegetal . 108 (4): 1359–1368. doi :10.1104/pp.108.4.1359. PMC 157513 . PMID  12228547. 
  13. ^ Sy A, Timmers AC, Knief C, Vorholt JA (noviembre de 2005). "El metabolismo metilotrófico es ventajoso para Methylobacterium extorquens durante la colonización de Medicago truncatula en condiciones competitivas". Applied and Environmental Microbiology . 71 (11): 7245–7252. Bibcode :2005ApEnM..71.7245S. doi :10.1128/AEM.71.11.7245-7252.2005. PMC 1287603 . PMID  16269765. 
  14. ^ ab Sy A, Timmers AC, Knief C, Vorholt JA (noviembre de 2005). "El metabolismo metilotrófico es ventajoso para Methylobacterium extorquens durante la colonización de Medicago truncatula en condiciones competitivas". Microbiología Aplicada y Ambiental . 71 (11): 7245–7252. Bibcode :2005ApEnM..71.7245S. doi :10.1128/AEM.71.11.7245-7252.2005. PMC 1287603 . PMID  16269765. 
  15. ^ Gourion B, Francez-Charlot A, Vorholt JA (febrero de 2008). "PhyR está involucrado en la respuesta general al estrés de Methylobacterium extorquens AM1". Journal of Bacteriology . 190 (3): 1027–1035. doi :10.1128/JB.01483-07. PMC 2223570 . PMID  18024517. 
  16. ^ ab Siegmund B, Leitner E (enero de 2014). "Capítulo 26: El efecto de la aplicación de metilbacterias en el sabor a fresa investigado por GC-MS y GC×GC-qMS integral". En Ferreira V, Lopez R (eds.). Flavour Science . San Diego: Academic Press. págs. 141–145. ISBN 978-0-12-398549-1.
  17. ^ Nasopoulou C, Pohjanen J, Koskimäki JJ, Zabetakis I, Pirttilä AM (agosto de 2014). "Localización de genes de fresa (Fragaria x ananassa) y Mmethylobacterium extorquens de la biosíntesis del sabor de fresa en tejido de fresa mediante hibridación in situ". Revista de fisiología vegetal . 171 (13): 1099-1105. doi :10.1016/j.jplph.2014.03.018. PMID  24973582.

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